Merge tag 'io_uring-6.2-2023-01-13' of git://git.kernel.dk/linux
[linux-block.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
228                 if (folio_test_anon(folio) && !is_readable_migration_entry(entry))
229                         rmap_flags |= RMAP_EXCLUSIVE;
230
231                 if (unlikely(is_device_private_page(new))) {
232                         if (pte_write(pte))
233                                 entry = make_writable_device_private_entry(
234                                                         page_to_pfn(new));
235                         else
236                                 entry = make_readable_device_private_entry(
237                                                         page_to_pfn(new));
238                         pte = swp_entry_to_pte(entry);
239                         if (pte_swp_soft_dirty(*pvmw.pte))
240                                 pte = pte_swp_mksoft_dirty(pte);
241                         if (pte_swp_uffd_wp(*pvmw.pte))
242                                 pte = pte_swp_mkuffd_wp(pte);
243                 }
244
245 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
246                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
247                         unsigned int shift = huge_page_shift(hstate_vma(vma));
248
249                         pte = pte_mkhuge(pte);
250                         pte = arch_make_huge_pte(pte, shift, vma->vm_flags);
251                         if (folio_test_anon(folio))
252                                 hugepage_add_anon_rmap(new, vma, pvmw.address,
253                                                        rmap_flags);
254                         else
255                                 page_dup_file_rmap(new, true);
256                         set_huge_pte_at(vma->vm_mm, pvmw.address, pvmw.pte, pte);
257                 } else
258 #endif
259                 {
260                         if (folio_test_anon(folio))
261                                 page_add_anon_rmap(new, vma, pvmw.address,
262                                                    rmap_flags);
263                         else
264                                 page_add_file_rmap(new, vma, false);
265                         set_pte_at(vma->vm_mm, pvmw.address, pvmw.pte, pte);
266                 }
267                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
268                         mlock_page_drain_local();
269
270                 trace_remove_migration_pte(pvmw.address, pte_val(pte),
271                                            compound_order(new));
272
273                 /* No need to invalidate - it was non-present before */
274                 update_mmu_cache(vma, pvmw.address, pvmw.pte);
275         }
276
277         return true;
278 }
279
280 /*
281  * Get rid of all migration entries and replace them by
282  * references to the indicated page.
283  */
284 void remove_migration_ptes(struct folio *src, struct folio *dst, bool locked)
285 {
286         struct rmap_walk_control rwc = {
287                 .rmap_one = remove_migration_pte,
288                 .arg = src,
289         };
290
291         if (locked)
292                 rmap_walk_locked(dst, &rwc);
293         else
294                 rmap_walk(dst, &rwc);
295 }
296
297 /*
298  * Something used the pte of a page under migration. We need to
299  * get to the page and wait until migration is finished.
300  * When we return from this function the fault will be retried.
301  */
302 void __migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep,
303                                 spinlock_t *ptl)
304 {
305         pte_t pte;
306         swp_entry_t entry;
307
308         spin_lock(ptl);
309         pte = *ptep;
310         if (!is_swap_pte(pte))
311                 goto out;
312
313         entry = pte_to_swp_entry(pte);
314         if (!is_migration_entry(entry))
315                 goto out;
316
317         migration_entry_wait_on_locked(entry, ptep, ptl);
318         return;
319 out:
320         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
321 }
322
323 void migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
324                                 unsigned long address)
325 {
326         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
327         pte_t *ptep = pte_offset_map(pmd, address);
328         __migration_entry_wait(mm, ptep, ptl);
329 }
330
331 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
332 void __migration_entry_wait_huge(pte_t *ptep, spinlock_t *ptl)
333 {
334         pte_t pte;
335
336         spin_lock(ptl);
337         pte = huge_ptep_get(ptep);
338
339         if (unlikely(!is_hugetlb_entry_migration(pte)))
340                 spin_unlock(ptl);
341         else
342                 migration_entry_wait_on_locked(pte_to_swp_entry(pte), NULL, ptl);
343 }
344
345 void migration_entry_wait_huge(struct vm_area_struct *vma, pte_t *pte)
346 {
347         spinlock_t *ptl = huge_pte_lockptr(hstate_vma(vma), vma->vm_mm, pte);
348
349         __migration_entry_wait_huge(pte, ptl);
350 }
351 #endif
352
353 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
354 void pmd_migration_entry_wait(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd)
355 {
356         spinlock_t *ptl;
357
358         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
359         if (!is_pmd_migration_entry(*pmd))
360                 goto unlock;
361         migration_entry_wait_on_locked(pmd_to_swp_entry(*pmd), NULL, ptl);
362         return;
363 unlock:
364         spin_unlock(ptl);
365 }
366 #endif
367
368 static int folio_expected_refs(struct address_space *mapping,
369                 struct folio *folio)
370 {
371         int refs = 1;
372         if (!mapping)
373                 return refs;
374
375         refs += folio_nr_pages(folio);
376         if (folio_test_private(folio))
377                 refs++;
378
379         return refs;
380 }
381
382 /*
383  * Replace the page in the mapping.
384  *
385  * The number of remaining references must be:
386  * 1 for anonymous pages without a mapping
387  * 2 for pages with a mapping
388  * 3 for pages with a mapping and PagePrivate/PagePrivate2 set.
389  */
390 int folio_migrate_mapping(struct address_space *mapping,
391                 struct folio *newfolio, struct folio *folio, int extra_count)
392 {
393         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio_index(folio));
394         struct zone *oldzone, *newzone;
395         int dirty;
396         int expected_count = folio_expected_refs(mapping, folio) + extra_count;
397         long nr = folio_nr_pages(folio);
398
399         if (!mapping) {
400                 /* Anonymous page without mapping */
401                 if (folio_ref_count(folio) != expected_count)
402                         return -EAGAIN;
403
404                 /* No turning back from here */
405                 newfolio->index = folio->index;
406                 newfolio->mapping = folio->mapping;
407                 if (folio_test_swapbacked(folio))
408                         __folio_set_swapbacked(newfolio);
409
410                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
411         }
412
413         oldzone = folio_zone(folio);
414         newzone = folio_zone(newfolio);
415
416         xas_lock_irq(&xas);
417         if (!folio_ref_freeze(folio, expected_count)) {
418                 xas_unlock_irq(&xas);
419                 return -EAGAIN;
420         }
421
422         /*
423          * Now we know that no one else is looking at the folio:
424          * no turning back from here.
425          */
426         newfolio->index = folio->index;
427         newfolio->mapping = folio->mapping;
428         folio_ref_add(newfolio, nr); /* add cache reference */
429         if (folio_test_swapbacked(folio)) {
430                 __folio_set_swapbacked(newfolio);
431                 if (folio_test_swapcache(folio)) {
432                         folio_set_swapcache(newfolio);
433                         newfolio->private = folio_get_private(folio);
434                 }
435         } else {
436                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapcache(folio), folio);
437         }
438
439         /* Move dirty while page refs frozen and newpage not yet exposed */
440         dirty = folio_test_dirty(folio);
441         if (dirty) {
442                 folio_clear_dirty(folio);
443                 folio_set_dirty(newfolio);
444         }
445
446         xas_store(&xas, newfolio);
447
448         /*
449          * Drop cache reference from old page by unfreezing
450          * to one less reference.
451          * We know this isn't the last reference.
452          */
453         folio_ref_unfreeze(folio, expected_count - nr);
454
455         xas_unlock(&xas);
456         /* Leave irq disabled to prevent preemption while updating stats */
457
458         /*
459          * If moved to a different zone then also account
460          * the page for that zone. Other VM counters will be
461          * taken care of when we establish references to the
462          * new page and drop references to the old page.
463          *
464          * Note that anonymous pages are accounted for
465          * via NR_FILE_PAGES and NR_ANON_MAPPED if they
466          * are mapped to swap space.
467          */
468         if (newzone != oldzone) {
469                 struct lruvec *old_lruvec, *new_lruvec;
470                 struct mem_cgroup *memcg;
471
472                 memcg = folio_memcg(folio);
473                 old_lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, oldzone->zone_pgdat);
474                 new_lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, newzone->zone_pgdat);
475
476                 __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_FILE_PAGES, -nr);
477                 __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_FILE_PAGES, nr);
478                 if (folio_test_swapbacked(folio) && !folio_test_swapcache(folio)) {
479                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_SHMEM, -nr);
480                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_SHMEM, nr);
481                 }
482 #ifdef CONFIG_SWAP
483                 if (folio_test_swapcache(folio)) {
484                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_SWAPCACHE, -nr);
485                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_SWAPCACHE, nr);
486                 }
487 #endif
488                 if (dirty && mapping_can_writeback(mapping)) {
489                         __mod_lruvec_state(old_lruvec, NR_FILE_DIRTY, -nr);
490                         __mod_zone_page_state(oldzone, NR_ZONE_WRITE_PENDING, -nr);
491                         __mod_lruvec_state(new_lruvec, NR_FILE_DIRTY, nr);
492                         __mod_zone_page_state(newzone, NR_ZONE_WRITE_PENDING, nr);
493                 }
494         }
495         local_irq_enable();
496
497         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
498 }
499 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_mapping);
500
501 /*
502  * The expected number of remaining references is the same as that
503  * of folio_migrate_mapping().
504  */
505 int migrate_huge_page_move_mapping(struct address_space *mapping,
506                                    struct folio *dst, struct folio *src)
507 {
508         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio_index(src));
509         int expected_count;
510
511         xas_lock_irq(&xas);
512         expected_count = 2 + folio_has_private(src);
513         if (!folio_ref_freeze(src, expected_count)) {
514                 xas_unlock_irq(&xas);
515                 return -EAGAIN;
516         }
517
518         dst->index = src->index;
519         dst->mapping = src->mapping;
520
521         folio_get(dst);
522
523         xas_store(&xas, dst);
524
525         folio_ref_unfreeze(src, expected_count - 1);
526
527         xas_unlock_irq(&xas);
528
529         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
530 }
531
532 /*
533  * Copy the flags and some other ancillary information
534  */
535 void folio_migrate_flags(struct folio *newfolio, struct folio *folio)
536 {
537         int cpupid;
538
539         if (folio_test_error(folio))
540                 folio_set_error(newfolio);
541         if (folio_test_referenced(folio))
542                 folio_set_referenced(newfolio);
543         if (folio_test_uptodate(folio))
544                 folio_mark_uptodate(newfolio);
545         if (folio_test_clear_active(folio)) {
546                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_unevictable(folio), folio);
547                 folio_set_active(newfolio);
548         } else if (folio_test_clear_unevictable(folio))
549                 folio_set_unevictable(newfolio);
550         if (folio_test_workingset(folio))
551                 folio_set_workingset(newfolio);
552         if (folio_test_checked(folio))
553                 folio_set_checked(newfolio);
554         /*
555          * PG_anon_exclusive (-> PG_mappedtodisk) is always migrated via
556          * migration entries. We can still have PG_anon_exclusive set on an
557          * effectively unmapped and unreferenced first sub-pages of an
558          * anonymous THP: we can simply copy it here via PG_mappedtodisk.
559          */
560         if (folio_test_mappedtodisk(folio))
561                 folio_set_mappedtodisk(newfolio);
562
563         /* Move dirty on pages not done by folio_migrate_mapping() */
564         if (folio_test_dirty(folio))
565                 folio_set_dirty(newfolio);
566
567         if (folio_test_young(folio))
568                 folio_set_young(newfolio);
569         if (folio_test_idle(folio))
570                 folio_set_idle(newfolio);
571
572         /*
573          * Copy NUMA information to the new page, to prevent over-eager
574          * future migrations of this same page.
575          */
576         cpupid = page_cpupid_xchg_last(&folio->page, -1);
577         /*
578          * For memory tiering mode, when migrate between slow and fast
579          * memory node, reset cpupid, because that is used to record
580          * page access time in slow memory node.
581          */
582         if (sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) {
583                 bool f_toptier = node_is_toptier(page_to_nid(&folio->page));
584                 bool t_toptier = node_is_toptier(page_to_nid(&newfolio->page));
585
586                 if (f_toptier != t_toptier)
587                         cpupid = -1;
588         }
589         page_cpupid_xchg_last(&newfolio->page, cpupid);
590
591         folio_migrate_ksm(newfolio, folio);
592         /*
593          * Please do not reorder this without considering how mm/ksm.c's
594          * get_ksm_page() depends upon ksm_migrate_page() and PageSwapCache().
595          */
596         if (folio_test_swapcache(folio))
597                 folio_clear_swapcache(folio);
598         folio_clear_private(folio);
599
600         /* page->private contains hugetlb specific flags */
601         if (!folio_test_hugetlb(folio))
602                 folio->private = NULL;
603
604         /*
605          * If any waiters have accumulated on the new page then
606          * wake them up.
607          */
608         if (folio_test_writeback(newfolio))
609                 folio_end_writeback(newfolio);
610
611         /*
612          * PG_readahead shares the same bit with PG_reclaim.  The above
613          * end_page_writeback() may clear PG_readahead mistakenly, so set the
614          * bit after that.
615          */
616         if (folio_test_readahead(folio))
617                 folio_set_readahead(newfolio);
618
619         folio_copy_owner(newfolio, folio);
620
621         if (!folio_test_hugetlb(folio))
622                 mem_cgroup_migrate(folio, newfolio);
623 }
624 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_flags);
625
626 void folio_migrate_copy(struct folio *newfolio, struct folio *folio)
627 {
628         folio_copy(newfolio, folio);
629         folio_migrate_flags(newfolio, folio);
630 }
631 EXPORT_SYMBOL(folio_migrate_copy);
632
633 /************************************************************
634  *                    Migration functions
635  ***********************************************************/
636
637 int migrate_folio_extra(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
638                 struct folio *src, enum migrate_mode mode, int extra_count)
639 {
640         int rc;
641
642         BUG_ON(folio_test_writeback(src));      /* Writeback must be complete */
643
644         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, extra_count);
645
646         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
647                 return rc;
648
649         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
650                 folio_migrate_copy(dst, src);
651         else
652                 folio_migrate_flags(dst, src);
653         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
654 }
655
656 /**
657  * migrate_folio() - Simple folio migration.
658  * @mapping: The address_space containing the folio.
659  * @dst: The folio to migrate the data to.
660  * @src: The folio containing the current data.
661  * @mode: How to migrate the page.
662  *
663  * Common logic to directly migrate a single LRU folio suitable for
664  * folios that do not use PagePrivate/PagePrivate2.
665  *
666  * Folios are locked upon entry and exit.
667  */
668 int migrate_folio(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
669                 struct folio *src, enum migrate_mode mode)
670 {
671         return migrate_folio_extra(mapping, dst, src, mode, 0);
672 }
673 EXPORT_SYMBOL(migrate_folio);
674
675 #ifdef CONFIG_BLOCK
676 /* Returns true if all buffers are successfully locked */
677 static bool buffer_migrate_lock_buffers(struct buffer_head *head,
678                                                         enum migrate_mode mode)
679 {
680         struct buffer_head *bh = head;
681
682         /* Simple case, sync compaction */
683         if (mode != MIGRATE_ASYNC) {
684                 do {
685                         lock_buffer(bh);
686                         bh = bh->b_this_page;
687
688                 } while (bh != head);
689
690                 return true;
691         }
692
693         /* async case, we cannot block on lock_buffer so use trylock_buffer */
694         do {
695                 if (!trylock_buffer(bh)) {
696                         /*
697                          * We failed to lock the buffer and cannot stall in
698                          * async migration. Release the taken locks
699                          */
700                         struct buffer_head *failed_bh = bh;
701                         bh = head;
702                         while (bh != failed_bh) {
703                                 unlock_buffer(bh);
704                                 bh = bh->b_this_page;
705                         }
706                         return false;
707                 }
708
709                 bh = bh->b_this_page;
710         } while (bh != head);
711         return true;
712 }
713
714 static int __buffer_migrate_folio(struct address_space *mapping,
715                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode,
716                 bool check_refs)
717 {
718         struct buffer_head *bh, *head;
719         int rc;
720         int expected_count;
721
722         head = folio_buffers(src);
723         if (!head)
724                 return migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
725
726         /* Check whether page does not have extra refs before we do more work */
727         expected_count = folio_expected_refs(mapping, src);
728         if (folio_ref_count(src) != expected_count)
729                 return -EAGAIN;
730
731         if (!buffer_migrate_lock_buffers(head, mode))
732                 return -EAGAIN;
733
734         if (check_refs) {
735                 bool busy;
736                 bool invalidated = false;
737
738 recheck_buffers:
739                 busy = false;
740                 spin_lock(&mapping->private_lock);
741                 bh = head;
742                 do {
743                         if (atomic_read(&bh->b_count)) {
744                                 busy = true;
745                                 break;
746                         }
747                         bh = bh->b_this_page;
748                 } while (bh != head);
749                 if (busy) {
750                         if (invalidated) {
751                                 rc = -EAGAIN;
752                                 goto unlock_buffers;
753                         }
754                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
755                         invalidate_bh_lrus();
756                         invalidated = true;
757                         goto recheck_buffers;
758                 }
759         }
760
761         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 0);
762         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
763                 goto unlock_buffers;
764
765         folio_attach_private(dst, folio_detach_private(src));
766
767         bh = head;
768         do {
769                 set_bh_page(bh, &dst->page, bh_offset(bh));
770                 bh = bh->b_this_page;
771         } while (bh != head);
772
773         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
774                 folio_migrate_copy(dst, src);
775         else
776                 folio_migrate_flags(dst, src);
777
778         rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
779 unlock_buffers:
780         if (check_refs)
781                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
782         bh = head;
783         do {
784                 unlock_buffer(bh);
785                 bh = bh->b_this_page;
786         } while (bh != head);
787
788         return rc;
789 }
790
791 /**
792  * buffer_migrate_folio() - Migration function for folios with buffers.
793  * @mapping: The address space containing @src.
794  * @dst: The folio to migrate to.
795  * @src: The folio to migrate from.
796  * @mode: How to migrate the folio.
797  *
798  * This function can only be used if the underlying filesystem guarantees
799  * that no other references to @src exist. For example attached buffer
800  * heads are accessed only under the folio lock.  If your filesystem cannot
801  * provide this guarantee, buffer_migrate_folio_norefs() may be more
802  * appropriate.
803  *
804  * Return: 0 on success or a negative errno on failure.
805  */
806 int buffer_migrate_folio(struct address_space *mapping,
807                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
808 {
809         return __buffer_migrate_folio(mapping, dst, src, mode, false);
810 }
811 EXPORT_SYMBOL(buffer_migrate_folio);
812
813 /**
814  * buffer_migrate_folio_norefs() - Migration function for folios with buffers.
815  * @mapping: The address space containing @src.
816  * @dst: The folio to migrate to.
817  * @src: The folio to migrate from.
818  * @mode: How to migrate the folio.
819  *
820  * Like buffer_migrate_folio() except that this variant is more careful
821  * and checks that there are also no buffer head references. This function
822  * is the right one for mappings where buffer heads are directly looked
823  * up and referenced (such as block device mappings).
824  *
825  * Return: 0 on success or a negative errno on failure.
826  */
827 int buffer_migrate_folio_norefs(struct address_space *mapping,
828                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
829 {
830         return __buffer_migrate_folio(mapping, dst, src, mode, true);
831 }
832 EXPORT_SYMBOL_GPL(buffer_migrate_folio_norefs);
833 #endif
834
835 int filemap_migrate_folio(struct address_space *mapping,
836                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
837 {
838         int ret;
839
840         ret = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 0);
841         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
842                 return ret;
843
844         if (folio_get_private(src))
845                 folio_attach_private(dst, folio_detach_private(src));
846
847         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
848                 folio_migrate_copy(dst, src);
849         else
850                 folio_migrate_flags(dst, src);
851         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
852 }
853 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_migrate_folio);
854
855 /*
856  * Writeback a folio to clean the dirty state
857  */
858 static int writeout(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
859 {
860         struct writeback_control wbc = {
861                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
862                 .nr_to_write = 1,
863                 .range_start = 0,
864                 .range_end = LLONG_MAX,
865                 .for_reclaim = 1
866         };
867         int rc;
868
869         if (!mapping->a_ops->writepage)
870                 /* No write method for the address space */
871                 return -EINVAL;
872
873         if (!folio_clear_dirty_for_io(folio))
874                 /* Someone else already triggered a write */
875                 return -EAGAIN;
876
877         /*
878          * A dirty folio may imply that the underlying filesystem has
879          * the folio on some queue. So the folio must be clean for
880          * migration. Writeout may mean we lose the lock and the
881          * folio state is no longer what we checked for earlier.
882          * At this point we know that the migration attempt cannot
883          * be successful.
884          */
885         remove_migration_ptes(folio, folio, false);
886
887         rc = mapping->a_ops->writepage(&folio->page, &wbc);
888
889         if (rc != AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE)
890                 /* unlocked. Relock */
891                 folio_lock(folio);
892
893         return (rc < 0) ? -EIO : -EAGAIN;
894 }
895
896 /*
897  * Default handling if a filesystem does not provide a migration function.
898  */
899 static int fallback_migrate_folio(struct address_space *mapping,
900                 struct folio *dst, struct folio *src, enum migrate_mode mode)
901 {
902         if (folio_test_dirty(src)) {
903                 /* Only writeback folios in full synchronous migration */
904                 switch (mode) {
905                 case MIGRATE_SYNC:
906                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
907                         break;
908                 default:
909                         return -EBUSY;
910                 }
911                 return writeout(mapping, src);
912         }
913
914         /*
915          * Buffers may be managed in a filesystem specific way.
916          * We must have no buffers or drop them.
917          */
918         if (folio_test_private(src) &&
919             !filemap_release_folio(src, GFP_KERNEL))
920                 return mode == MIGRATE_SYNC ? -EAGAIN : -EBUSY;
921
922         return migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
923 }
924
925 /*
926  * Move a page to a newly allocated page
927  * The page is locked and all ptes have been successfully removed.
928  *
929  * The new page will have replaced the old page if this function
930  * is successful.
931  *
932  * Return value:
933  *   < 0 - error code
934  *  MIGRATEPAGE_SUCCESS - success
935  */
936 static int move_to_new_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
937                                 enum migrate_mode mode)
938 {
939         int rc = -EAGAIN;
940         bool is_lru = !__PageMovable(&src->page);
941
942         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(src), src);
943         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(dst), dst);
944
945         if (likely(is_lru)) {
946                 struct address_space *mapping = folio_mapping(src);
947
948                 if (!mapping)
949                         rc = migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
950                 else if (mapping->a_ops->migrate_folio)
951                         /*
952                          * Most folios have a mapping and most filesystems
953                          * provide a migrate_folio callback. Anonymous folios
954                          * are part of swap space which also has its own
955                          * migrate_folio callback. This is the most common path
956                          * for page migration.
957                          */
958                         rc = mapping->a_ops->migrate_folio(mapping, dst, src,
959                                                                 mode);
960                 else
961                         rc = fallback_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
962         } else {
963                 const struct movable_operations *mops;
964
965                 /*
966                  * In case of non-lru page, it could be released after
967                  * isolation step. In that case, we shouldn't try migration.
968                  */
969                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_isolated(src), src);
970                 if (!folio_test_movable(src)) {
971                         rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
972                         folio_clear_isolated(src);
973                         goto out;
974                 }
975
976                 mops = page_movable_ops(&src->page);
977                 rc = mops->migrate_page(&dst->page, &src->page, mode);
978                 WARN_ON_ONCE(rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS &&
979                                 !folio_test_isolated(src));
980         }
981
982         /*
983          * When successful, old pagecache src->mapping must be cleared before
984          * src is freed; but stats require that PageAnon be left as PageAnon.
985          */
986         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
987                 if (__PageMovable(&src->page)) {
988                         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_isolated(src), src);
989
990                         /*
991                          * We clear PG_movable under page_lock so any compactor
992                          * cannot try to migrate this page.
993                          */
994                         folio_clear_isolated(src);
995                 }
996
997                 /*
998                  * Anonymous and movable src->mapping will be cleared by
999                  * free_pages_prepare so don't reset it here for keeping
1000                  * the type to work PageAnon, for example.
1001                  */
1002                 if (!folio_mapping_flags(src))
1003                         src->mapping = NULL;
1004
1005                 if (likely(!folio_is_zone_device(dst)))
1006                         flush_dcache_folio(dst);
1007         }
1008 out:
1009         return rc;
1010 }
1011
1012 static int __unmap_and_move(struct folio *src, struct folio *dst,
1013                                 int force, enum migrate_mode mode)
1014 {
1015         int rc = -EAGAIN;
1016         bool page_was_mapped = false;
1017         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1018         bool is_lru = !__PageMovable(&src->page);
1019
1020         if (!folio_trylock(src)) {
1021                 if (!force || mode == MIGRATE_ASYNC)
1022                         goto out;
1023
1024                 /*
1025                  * It's not safe for direct compaction to call lock_page.
1026                  * For example, during page readahead pages are added locked
1027                  * to the LRU. Later, when the IO completes the pages are
1028                  * marked uptodate and unlocked. However, the queueing
1029                  * could be merging multiple pages for one bio (e.g.
1030                  * mpage_readahead). If an allocation happens for the
1031                  * second or third page, the process can end up locking
1032                  * the same page twice and deadlocking. Rather than
1033                  * trying to be clever about what pages can be locked,
1034                  * avoid the use of lock_page for direct compaction
1035                  * altogether.
1036                  */
1037                 if (current->flags & PF_MEMALLOC)
1038                         goto out;
1039
1040                 folio_lock(src);
1041         }
1042
1043         if (folio_test_writeback(src)) {
1044                 /*
1045                  * Only in the case of a full synchronous migration is it
1046                  * necessary to wait for PageWriteback. In the async case,
1047                  * the retry loop is too short and in the sync-light case,
1048                  * the overhead of stalling is too much
1049                  */
1050                 switch (mode) {
1051                 case MIGRATE_SYNC:
1052                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
1053                         break;
1054                 default:
1055                         rc = -EBUSY;
1056                         goto out_unlock;
1057                 }
1058                 if (!force)
1059                         goto out_unlock;
1060                 folio_wait_writeback(src);
1061         }
1062
1063         /*
1064          * By try_to_migrate(), src->mapcount goes down to 0 here. In this case,
1065          * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrate a page.
1066          * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end
1067          * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock()
1068          * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then,
1069          * just care Anon page here.
1070          *
1071          * Only folio_get_anon_vma() understands the subtleties of
1072          * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms.
1073          * But if we cannot get anon_vma, then we won't need it anyway,
1074          * because that implies that the anon page is no longer mapped
1075          * (and cannot be remapped so long as we hold the page lock).
1076          */
1077         if (folio_test_anon(src) && !folio_test_ksm(src))
1078                 anon_vma = folio_get_anon_vma(src);
1079
1080         /*
1081          * Block others from accessing the new page when we get around to
1082          * establishing additional references. We are usually the only one
1083          * holding a reference to dst at this point. We used to have a BUG
1084          * here if folio_trylock(dst) fails, but would like to allow for
1085          * cases where there might be a race with the previous use of dst.
1086          * This is much like races on refcount of oldpage: just don't BUG().
1087          */
1088         if (unlikely(!folio_trylock(dst)))
1089                 goto out_unlock;
1090
1091         if (unlikely(!is_lru)) {
1092                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1093                 goto out_unlock_both;
1094         }
1095
1096         /*
1097          * Corner case handling:
1098          * 1. When a new swap-cache page is read into, it is added to the LRU
1099          * and treated as swapcache but it has no rmap yet.
1100          * Calling try_to_unmap() against a src->mapping==NULL page will
1101          * trigger a BUG.  So handle it here.
1102          * 2. An orphaned page (see truncate_cleanup_page) might have
1103          * fs-private metadata. The page can be picked up due to memory
1104          * offlining.  Everywhere else except page reclaim, the page is
1105          * invisible to the vm, so the page can not be migrated.  So try to
1106          * free the metadata, so the page can be freed.
1107          */
1108         if (!src->mapping) {
1109                 if (folio_test_private(src)) {
1110                         try_to_free_buffers(src);
1111                         goto out_unlock_both;
1112                 }
1113         } else if (folio_mapped(src)) {
1114                 /* Establish migration ptes */
1115                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(src) &&
1116                                !folio_test_ksm(src) && !anon_vma, src);
1117                 try_to_migrate(src, 0);
1118                 page_was_mapped = true;
1119         }
1120
1121         if (!folio_mapped(src))
1122                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1123
1124         /*
1125          * When successful, push dst to LRU immediately: so that if it
1126          * turns out to be an mlocked page, remove_migration_ptes() will
1127          * automatically build up the correct dst->mlock_count for it.
1128          *
1129          * We would like to do something similar for the old page, when
1130          * unsuccessful, and other cases when a page has been temporarily
1131          * isolated from the unevictable LRU: but this case is the easiest.
1132          */
1133         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1134                 folio_add_lru(dst);
1135                 if (page_was_mapped)
1136                         lru_add_drain();
1137         }
1138
1139         if (page_was_mapped)
1140                 remove_migration_ptes(src,
1141                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? dst : src, false);
1142
1143 out_unlock_both:
1144         folio_unlock(dst);
1145 out_unlock:
1146         /* Drop an anon_vma reference if we took one */
1147         if (anon_vma)
1148                 put_anon_vma(anon_vma);
1149         folio_unlock(src);
1150 out:
1151         /*
1152          * If migration is successful, decrease refcount of dst,
1153          * which will not free the page because new page owner increased
1154          * refcounter.
1155          */
1156         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1157                 folio_put(dst);
1158
1159         return rc;
1160 }
1161
1162 /*
1163  * Obtain the lock on folio, remove all ptes and migrate the folio
1164  * to the newly allocated folio in dst.
1165  */
1166 static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page,
1167                                    free_page_t put_new_page,
1168                                    unsigned long private, struct folio *src,
1169                                    int force, enum migrate_mode mode,
1170                                    enum migrate_reason reason,
1171                                    struct list_head *ret)
1172 {
1173         struct folio *dst;
1174         int rc = MIGRATEPAGE_SUCCESS;
1175         struct page *newpage = NULL;
1176
1177         if (!thp_migration_supported() && folio_test_transhuge(src))
1178                 return -ENOSYS;
1179
1180         if (folio_ref_count(src) == 1) {
1181                 /* Folio was freed from under us. So we are done. */
1182                 folio_clear_active(src);
1183                 folio_clear_unevictable(src);
1184                 /* free_pages_prepare() will clear PG_isolated. */
1185                 goto out;
1186         }
1187
1188         newpage = get_new_page(&src->page, private);
1189         if (!newpage)
1190                 return -ENOMEM;
1191         dst = page_folio(newpage);
1192
1193         dst->private = NULL;
1194         rc = __unmap_and_move(src, dst, force, mode);
1195         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1196                 set_page_owner_migrate_reason(&dst->page, reason);
1197
1198 out:
1199         if (rc != -EAGAIN) {
1200                 /*
1201                  * A folio that has been migrated has all references
1202                  * removed and will be freed. A folio that has not been
1203                  * migrated will have kept its references and be restored.
1204                  */
1205                 list_del(&src->lru);
1206         }
1207
1208         /*
1209          * If migration is successful, releases reference grabbed during
1210          * isolation. Otherwise, restore the folio to right list unless
1211          * we want to retry.
1212          */
1213         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1214                 /*
1215                  * Compaction can migrate also non-LRU folios which are
1216                  * not accounted to NR_ISOLATED_*. They can be recognized
1217                  * as __folio_test_movable
1218                  */
1219                 if (likely(!__folio_test_movable(src)))
1220                         mod_node_page_state(folio_pgdat(src), NR_ISOLATED_ANON +
1221                                         folio_is_file_lru(src), -folio_nr_pages(src));
1222
1223                 if (reason != MR_MEMORY_FAILURE)
1224                         /*
1225                          * We release the folio in page_handle_poison.
1226                          */
1227                         folio_put(src);
1228         } else {
1229                 if (rc != -EAGAIN)
1230                         list_add_tail(&src->lru, ret);
1231
1232                 if (put_new_page)
1233                         put_new_page(&dst->page, private);
1234                 else
1235                         folio_put(dst);
1236         }
1237
1238         return rc;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Counterpart of unmap_and_move_page() for hugepage migration.
1243  *
1244  * This function doesn't wait the completion of hugepage I/O
1245  * because there is no race between I/O and migration for hugepage.
1246  * Note that currently hugepage I/O occurs only in direct I/O
1247  * where no lock is held and PG_writeback is irrelevant,
1248  * and writeback status of all subpages are counted in the reference
1249  * count of the head page (i.e. if all subpages of a 2MB hugepage are
1250  * under direct I/O, the reference of the head page is 512 and a bit more.)
1251  * This means that when we try to migrate hugepage whose subpages are
1252  * doing direct I/O, some references remain after try_to_unmap() and
1253  * hugepage migration fails without data corruption.
1254  *
1255  * There is also no race when direct I/O is issued on the page under migration,
1256  * because then pte is replaced with migration swap entry and direct I/O code
1257  * will wait in the page fault for migration to complete.
1258  */
1259 static int unmap_and_move_huge_page(new_page_t get_new_page,
1260                                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1261                                 struct page *hpage, int force,
1262                                 enum migrate_mode mode, int reason,
1263                                 struct list_head *ret)
1264 {
1265         struct folio *dst, *src = page_folio(hpage);
1266         int rc = -EAGAIN;
1267         int page_was_mapped = 0;
1268         struct page *new_hpage;
1269         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
1270         struct address_space *mapping = NULL;
1271
1272         /*
1273          * Migratability of hugepages depends on architectures and their size.
1274          * This check is necessary because some callers of hugepage migration
1275          * like soft offline and memory hotremove don't walk through page
1276          * tables or check whether the hugepage is pmd-based or not before
1277          * kicking migration.
1278          */
1279         if (!hugepage_migration_supported(page_hstate(hpage)))
1280                 return -ENOSYS;
1281
1282         if (folio_ref_count(src) == 1) {
1283                 /* page was freed from under us. So we are done. */
1284                 putback_active_hugepage(hpage);
1285                 return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
1286         }
1287
1288         new_hpage = get_new_page(hpage, private);
1289         if (!new_hpage)
1290                 return -ENOMEM;
1291         dst = page_folio(new_hpage);
1292
1293         if (!folio_trylock(src)) {
1294                 if (!force)
1295                         goto out;
1296                 switch (mode) {
1297                 case MIGRATE_SYNC:
1298                 case MIGRATE_SYNC_NO_COPY:
1299                         break;
1300                 default:
1301                         goto out;
1302                 }
1303                 folio_lock(src);
1304         }
1305
1306         /*
1307          * Check for pages which are in the process of being freed.  Without
1308          * folio_mapping() set, hugetlbfs specific move page routine will not
1309          * be called and we could leak usage counts for subpools.
1310          */
1311         if (hugetlb_folio_subpool(src) && !folio_mapping(src)) {
1312                 rc = -EBUSY;
1313                 goto out_unlock;
1314         }
1315
1316         if (folio_test_anon(src))
1317                 anon_vma = folio_get_anon_vma(src);
1318
1319         if (unlikely(!folio_trylock(dst)))
1320                 goto put_anon;
1321
1322         if (folio_mapped(src)) {
1323                 enum ttu_flags ttu = 0;
1324
1325                 if (!folio_test_anon(src)) {
1326                         /*
1327                          * In shared mappings, try_to_unmap could potentially
1328                          * call huge_pmd_unshare.  Because of this, take
1329                          * semaphore in write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED
1330                          * to let lower levels know we have taken the lock.
1331                          */
1332                         mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1333                         if (unlikely(!mapping))
1334                                 goto unlock_put_anon;
1335
1336                         ttu = TTU_RMAP_LOCKED;
1337                 }
1338
1339                 try_to_migrate(src, ttu);
1340                 page_was_mapped = 1;
1341
1342                 if (ttu & TTU_RMAP_LOCKED)
1343                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1344         }
1345
1346         if (!folio_mapped(src))
1347                 rc = move_to_new_folio(dst, src, mode);
1348
1349         if (page_was_mapped)
1350                 remove_migration_ptes(src,
1351                         rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS ? dst : src, false);
1352
1353 unlock_put_anon:
1354         folio_unlock(dst);
1355
1356 put_anon:
1357         if (anon_vma)
1358                 put_anon_vma(anon_vma);
1359
1360         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
1361                 move_hugetlb_state(src, dst, reason);
1362                 put_new_page = NULL;
1363         }
1364
1365 out_unlock:
1366         folio_unlock(src);
1367 out:
1368         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
1369                 putback_active_hugepage(hpage);
1370         else if (rc != -EAGAIN)
1371                 list_move_tail(&src->lru, ret);
1372
1373         /*
1374          * If migration was not successful and there's a freeing callback, use
1375          * it.  Otherwise, put_page() will drop the reference grabbed during
1376          * isolation.
1377          */
1378         if (put_new_page)
1379                 put_new_page(new_hpage, private);
1380         else
1381                 putback_active_hugepage(new_hpage);
1382
1383         return rc;
1384 }
1385
1386 static inline int try_split_folio(struct folio *folio, struct list_head *split_folios)
1387 {
1388         int rc;
1389
1390         folio_lock(folio);
1391         rc = split_folio_to_list(folio, split_folios);
1392         folio_unlock(folio);
1393         if (!rc)
1394                 list_move_tail(&folio->lru, split_folios);
1395
1396         return rc;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * migrate_pages - migrate the folios specified in a list, to the free folios
1401  *                 supplied as the target for the page migration
1402  *
1403  * @from:               The list of folios to be migrated.
1404  * @get_new_page:       The function used to allocate free folios to be used
1405  *                      as the target of the folio migration.
1406  * @put_new_page:       The function used to free target folios if migration
1407  *                      fails, or NULL if no special handling is necessary.
1408  * @private:            Private data to be passed on to get_new_page()
1409  * @mode:               The migration mode that specifies the constraints for
1410  *                      folio migration, if any.
1411  * @reason:             The reason for folio migration.
1412  * @ret_succeeded:      Set to the number of folios migrated successfully if
1413  *                      the caller passes a non-NULL pointer.
1414  *
1415  * The function returns after 10 attempts or if no folios are movable any more
1416  * because the list has become empty or no retryable folios exist any more.
1417  * It is caller's responsibility to call putback_movable_pages() to return folios
1418  * to the LRU or free list only if ret != 0.
1419  *
1420  * Returns the number of {normal folio, large folio, hugetlb} that were not
1421  * migrated, or an error code. The number of large folio splits will be
1422  * considered as the number of non-migrated large folio, no matter how many
1423  * split folios of the large folio are migrated successfully.
1424  */
1425 int migrate_pages(struct list_head *from, new_page_t get_new_page,
1426                 free_page_t put_new_page, unsigned long private,
1427                 enum migrate_mode mode, int reason, unsigned int *ret_succeeded)
1428 {
1429         int retry = 1;
1430         int large_retry = 1;
1431         int thp_retry = 1;
1432         int nr_failed = 0;
1433         int nr_failed_pages = 0;
1434         int nr_retry_pages = 0;
1435         int nr_succeeded = 0;
1436         int nr_thp_succeeded = 0;
1437         int nr_large_failed = 0;
1438         int nr_thp_failed = 0;
1439         int nr_thp_split = 0;
1440         int pass = 0;
1441         bool is_large = false;
1442         bool is_thp = false;
1443         struct folio *folio, *folio2;
1444         int rc, nr_pages;
1445         LIST_HEAD(ret_folios);
1446         LIST_HEAD(split_folios);
1447         bool nosplit = (reason == MR_NUMA_MISPLACED);
1448         bool no_split_folio_counting = false;
1449
1450         trace_mm_migrate_pages_start(mode, reason);
1451
1452 split_folio_migration:
1453         for (pass = 0; pass < 10 && (retry || large_retry); pass++) {
1454                 retry = 0;
1455                 large_retry = 0;
1456                 thp_retry = 0;
1457                 nr_retry_pages = 0;
1458
1459                 list_for_each_entry_safe(folio, folio2, from, lru) {
1460                         /*
1461                          * Large folio statistics is based on the source large
1462                          * folio. Capture required information that might get
1463                          * lost during migration.
1464                          */
1465                         is_large = folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio);
1466                         is_thp = is_large && folio_test_pmd_mappable(folio);
1467                         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1468                         cond_resched();
1469
1470                         if (folio_test_hugetlb(folio))
1471                                 rc = unmap_and_move_huge_page(get_new_page,
1472                                                 put_new_page, private,
1473                                                 &folio->page, pass > 2, mode,
1474                                                 reason,
1475                                                 &ret_folios);
1476                         else
1477                                 rc = unmap_and_move(get_new_page, put_new_page,
1478                                                 private, folio, pass > 2, mode,
1479                                                 reason, &ret_folios);
1480                         /*
1481                          * The rules are:
1482                          *      Success: non hugetlb folio will be freed, hugetlb
1483                          *               folio will be put back
1484                          *      -EAGAIN: stay on the from list
1485                          *      -ENOMEM: stay on the from list
1486                          *      -ENOSYS: stay on the from list
1487                          *      Other errno: put on ret_folios list then splice to
1488                          *                   from list
1489                          */
1490                         switch(rc) {
1491                         /*
1492                          * Large folio migration might be unsupported or
1493                          * the allocation could've failed so we should retry
1494                          * on the same folio with the large folio split
1495                          * to normal folios.
1496                          *
1497                          * Split folios are put in split_folios, and
1498                          * we will migrate them after the rest of the
1499                          * list is processed.
1500                          */
1501                         case -ENOSYS:
1502                                 /* Large folio migration is unsupported */
1503                                 if (is_large) {
1504                                         nr_large_failed++;
1505                                         nr_thp_failed += is_thp;
1506                                         if (!try_split_folio(folio, &split_folios)) {
1507                                                 nr_thp_split += is_thp;
1508                                                 break;
1509                                         }
1510                                 /* Hugetlb migration is unsupported */
1511                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1512                                         nr_failed++;
1513                                 }
1514
1515                                 nr_failed_pages += nr_pages;
1516                                 list_move_tail(&folio->lru, &ret_folios);
1517                                 break;
1518                         case -ENOMEM:
1519                                 /*
1520                                  * When memory is low, don't bother to try to migrate
1521                                  * other folios, just exit.
1522                                  */
1523                                 if (is_large) {
1524                                         nr_large_failed++;
1525                                         nr_thp_failed += is_thp;
1526                                         /* Large folio NUMA faulting doesn't split to retry. */
1527                                         if (!nosplit) {
1528                                                 int ret = try_split_folio(folio, &split_folios);
1529
1530                                                 if (!ret) {
1531                                                         nr_thp_split += is_thp;
1532                                                         break;
1533                                                 } else if (reason == MR_LONGTERM_PIN &&
1534                                                            ret == -EAGAIN) {
1535                                                         /*
1536                                                          * Try again to split large folio to
1537                                                          * mitigate the failure of longterm pinning.
1538                                                          */
1539                                                         large_retry++;
1540                                                         thp_retry += is_thp;
1541                                                         nr_retry_pages += nr_pages;
1542                                                         break;
1543                                                 }
1544                                         }
1545                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1546                                         nr_failed++;
1547                                 }
1548
1549                                 nr_failed_pages += nr_pages + nr_retry_pages;
1550                                 /*
1551                                  * There might be some split folios of fail-to-migrate large
1552                                  * folios left in split_folios list. Move them back to migration
1553                                  * list so that they could be put back to the right list by
1554                                  * the caller otherwise the folio refcnt will be leaked.
1555                                  */
1556                                 list_splice_init(&split_folios, from);
1557                                 /* nr_failed isn't updated for not used */
1558                                 nr_large_failed += large_retry;
1559                                 nr_thp_failed += thp_retry;
1560                                 goto out;
1561                         case -EAGAIN:
1562                                 if (is_large) {
1563                                         large_retry++;
1564                                         thp_retry += is_thp;
1565                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1566                                         retry++;
1567                                 }
1568                                 nr_retry_pages += nr_pages;
1569                                 break;
1570                         case MIGRATEPAGE_SUCCESS:
1571                                 nr_succeeded += nr_pages;
1572                                 nr_thp_succeeded += is_thp;
1573                                 break;
1574                         default:
1575                                 /*
1576                                  * Permanent failure (-EBUSY, etc.):
1577                                  * unlike -EAGAIN case, the failed folio is
1578                                  * removed from migration folio list and not
1579                                  * retried in the next outer loop.
1580                                  */
1581                                 if (is_large) {
1582                                         nr_large_failed++;
1583                                         nr_thp_failed += is_thp;
1584                                 } else if (!no_split_folio_counting) {
1585                                         nr_failed++;
1586                                 }
1587
1588                                 nr_failed_pages += nr_pages;
1589                                 break;
1590                         }
1591                 }
1592         }
1593         nr_failed += retry;
1594         nr_large_failed += large_retry;
1595         nr_thp_failed += thp_retry;
1596         nr_failed_pages += nr_retry_pages;
1597         /*
1598          * Try to migrate split folios of fail-to-migrate large folios, no
1599          * nr_failed counting in this round, since all split folios of a
1600          * large folio is counted as 1 failure in the first round.
1601          */
1602         if (!list_empty(&split_folios)) {
1603                 /*
1604                  * Move non-migrated folios (after 10 retries) to ret_folios
1605                  * to avoid migrating them again.
1606                  */
1607                 list_splice_init(from, &ret_folios);
1608                 list_splice_init(&split_folios, from);
1609                 no_split_folio_counting = true;
1610                 retry = 1;
1611                 goto split_folio_migration;
1612         }
1613
1614         rc = nr_failed + nr_large_failed;
1615 out:
1616         /*
1617          * Put the permanent failure folio back to migration list, they
1618          * will be put back to the right list by the caller.
1619          */
1620         list_splice(&ret_folios, from);
1621
1622         /*
1623          * Return 0 in case all split folios of fail-to-migrate large folios
1624          * are migrated successfully.
1625          */
1626         if (list_empty(from))
1627                 rc = 0;
1628
1629         count_vm_events(PGMIGRATE_SUCCESS, nr_succeeded);
1630         count_vm_events(PGMIGRATE_FAIL, nr_failed_pages);
1631         count_vm_events(THP_MIGRATION_SUCCESS, nr_thp_succeeded);
1632         count_vm_events(THP_MIGRATION_FAIL, nr_thp_failed);
1633         count_vm_events(THP_MIGRATION_SPLIT, nr_thp_split);
1634         trace_mm_migrate_pages(nr_succeeded, nr_failed_pages, nr_thp_succeeded,
1635                                nr_thp_failed, nr_thp_split, mode, reason);
1636
1637         if (ret_succeeded)
1638                 *ret_succeeded = nr_succeeded;
1639
1640         return rc;
1641 }
1642
1643 struct page *alloc_migration_target(struct page *page, unsigned long private)
1644 {
1645         struct folio *folio = page_folio(page);
1646         struct migration_target_control *mtc;
1647         gfp_t gfp_mask;
1648         unsigned int order = 0;
1649         struct folio *new_folio = NULL;
1650         int nid;
1651         int zidx;
1652
1653         mtc = (struct migration_target_control *)private;
1654         gfp_mask = mtc->gfp_mask;
1655         nid = mtc->nid;
1656         if (nid == NUMA_NO_NODE)
1657                 nid = folio_nid(folio);
1658
1659         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1660                 struct hstate *h = folio_hstate(folio);
1661
1662                 gfp_mask = htlb_modify_alloc_mask(h, gfp_mask);
1663                 return alloc_huge_page_nodemask(h, nid, mtc->nmask, gfp_mask);
1664         }
1665
1666         if (folio_test_large(folio)) {
1667                 /*
1668                  * clear __GFP_RECLAIM to make the migration callback
1669                  * consistent with regular THP allocations.
1670                  */
1671                 gfp_mask &= ~__GFP_RECLAIM;
1672                 gfp_mask |= GFP_TRANSHUGE;
1673                 order = folio_order(folio);
1674         }
1675         zidx = zone_idx(folio_zone(folio));
1676         if (is_highmem_idx(zidx) || zidx == ZONE_MOVABLE)
1677                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1678
1679         new_folio = __folio_alloc(gfp_mask, order, nid, mtc->nmask);
1680
1681         return &new_folio->page;
1682 }
1683
1684 #ifdef CONFIG_NUMA
1685
1686 static int store_status(int __user *status, int start, int value, int nr)
1687 {
1688         while (nr-- > 0) {
1689                 if (put_user(value, status + start))
1690                         return -EFAULT;
1691                 start++;
1692         }
1693
1694         return 0;
1695 }
1696
1697 static int do_move_pages_to_node(struct mm_struct *mm,
1698                 struct list_head *pagelist, int node)
1699 {
1700         int err;
1701         struct migration_target_control mtc = {
1702                 .nid = node,
1703                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1704         };
1705
1706         err = migrate_pages(pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1707                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1708         if (err)
1709                 putback_movable_pages(pagelist);
1710         return err;
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Resolves the given address to a struct page, isolates it from the LRU and
1715  * puts it to the given pagelist.
1716  * Returns:
1717  *     errno - if the page cannot be found/isolated
1718  *     0 - when it doesn't have to be migrated because it is already on the
1719  *         target node
1720  *     1 - when it has been queued
1721  */
1722 static int add_page_for_migration(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
1723                 int node, struct list_head *pagelist, bool migrate_all)
1724 {
1725         struct vm_area_struct *vma;
1726         struct page *page;
1727         int err;
1728
1729         mmap_read_lock(mm);
1730         err = -EFAULT;
1731         vma = vma_lookup(mm, addr);
1732         if (!vma || !vma_migratable(vma))
1733                 goto out;
1734
1735         /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1736         page = follow_page(vma, addr, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
1737
1738         err = PTR_ERR(page);
1739         if (IS_ERR(page))
1740                 goto out;
1741
1742         err = -ENOENT;
1743         if (!page)
1744                 goto out;
1745
1746         if (is_zone_device_page(page))
1747                 goto out_putpage;
1748
1749         err = 0;
1750         if (page_to_nid(page) == node)
1751                 goto out_putpage;
1752
1753         err = -EACCES;
1754         if (page_mapcount(page) > 1 && !migrate_all)
1755                 goto out_putpage;
1756
1757         if (PageHuge(page)) {
1758                 if (PageHead(page)) {
1759                         err = isolate_hugetlb(page, pagelist);
1760                         if (!err)
1761                                 err = 1;
1762                 }
1763         } else {
1764                 struct page *head;
1765
1766                 head = compound_head(page);
1767                 err = isolate_lru_page(head);
1768                 if (err)
1769                         goto out_putpage;
1770
1771                 err = 1;
1772                 list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1773                 mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1774                         NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1775                         thp_nr_pages(head));
1776         }
1777 out_putpage:
1778         /*
1779          * Either remove the duplicate refcount from
1780          * isolate_lru_page() or drop the page ref if it was
1781          * not isolated.
1782          */
1783         put_page(page);
1784 out:
1785         mmap_read_unlock(mm);
1786         return err;
1787 }
1788
1789 static int move_pages_and_store_status(struct mm_struct *mm, int node,
1790                 struct list_head *pagelist, int __user *status,
1791                 int start, int i, unsigned long nr_pages)
1792 {
1793         int err;
1794
1795         if (list_empty(pagelist))
1796                 return 0;
1797
1798         err = do_move_pages_to_node(mm, pagelist, node);
1799         if (err) {
1800                 /*
1801                  * Positive err means the number of failed
1802                  * pages to migrate.  Since we are going to
1803                  * abort and return the number of non-migrated
1804                  * pages, so need to include the rest of the
1805                  * nr_pages that have not been attempted as
1806                  * well.
1807                  */
1808                 if (err > 0)
1809                         err += nr_pages - i;
1810                 return err;
1811         }
1812         return store_status(status, start, node, i - start);
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Migrate an array of page address onto an array of nodes and fill
1817  * the corresponding array of status.
1818  */
1819 static int do_pages_move(struct mm_struct *mm, nodemask_t task_nodes,
1820                          unsigned long nr_pages,
1821                          const void __user * __user *pages,
1822                          const int __user *nodes,
1823                          int __user *status, int flags)
1824 {
1825         int current_node = NUMA_NO_NODE;
1826         LIST_HEAD(pagelist);
1827         int start, i;
1828         int err = 0, err1;
1829
1830         lru_cache_disable();
1831
1832         for (i = start = 0; i < nr_pages; i++) {
1833                 const void __user *p;
1834                 unsigned long addr;
1835                 int node;
1836
1837                 err = -EFAULT;
1838                 if (get_user(p, pages + i))
1839                         goto out_flush;
1840                 if (get_user(node, nodes + i))
1841                         goto out_flush;
1842                 addr = (unsigned long)untagged_addr(p);
1843
1844                 err = -ENODEV;
1845                 if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES)
1846                         goto out_flush;
1847                 if (!node_state(node, N_MEMORY))
1848                         goto out_flush;
1849
1850                 err = -EACCES;
1851                 if (!node_isset(node, task_nodes))
1852                         goto out_flush;
1853
1854                 if (current_node == NUMA_NO_NODE) {
1855                         current_node = node;
1856                         start = i;
1857                 } else if (node != current_node) {
1858                         err = move_pages_and_store_status(mm, current_node,
1859                                         &pagelist, status, start, i, nr_pages);
1860                         if (err)
1861                                 goto out;
1862                         start = i;
1863                         current_node = node;
1864                 }
1865
1866                 /*
1867                  * Errors in the page lookup or isolation are not fatal and we simply
1868                  * report them via status
1869                  */
1870                 err = add_page_for_migration(mm, addr, current_node,
1871                                 &pagelist, flags & MPOL_MF_MOVE_ALL);
1872
1873                 if (err > 0) {
1874                         /* The page is successfully queued for migration */
1875                         continue;
1876                 }
1877
1878                 /*
1879                  * The move_pages() man page does not have an -EEXIST choice, so
1880                  * use -EFAULT instead.
1881                  */
1882                 if (err == -EEXIST)
1883                         err = -EFAULT;
1884
1885                 /*
1886                  * If the page is already on the target node (!err), store the
1887                  * node, otherwise, store the err.
1888                  */
1889                 err = store_status(status, i, err ? : current_node, 1);
1890                 if (err)
1891                         goto out_flush;
1892
1893                 err = move_pages_and_store_status(mm, current_node, &pagelist,
1894                                 status, start, i, nr_pages);
1895                 if (err) {
1896                         /* We have accounted for page i */
1897                         if (err > 0)
1898                                 err--;
1899                         goto out;
1900                 }
1901                 current_node = NUMA_NO_NODE;
1902         }
1903 out_flush:
1904         /* Make sure we do not overwrite the existing error */
1905         err1 = move_pages_and_store_status(mm, current_node, &pagelist,
1906                                 status, start, i, nr_pages);
1907         if (err >= 0)
1908                 err = err1;
1909 out:
1910         lru_cache_enable();
1911         return err;
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Determine the nodes of an array of pages and store it in an array of status.
1916  */
1917 static void do_pages_stat_array(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1918                                 const void __user **pages, int *status)
1919 {
1920         unsigned long i;
1921
1922         mmap_read_lock(mm);
1923
1924         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1925                 unsigned long addr = (unsigned long)(*pages);
1926                 struct vm_area_struct *vma;
1927                 struct page *page;
1928                 int err = -EFAULT;
1929
1930                 vma = vma_lookup(mm, addr);
1931                 if (!vma)
1932                         goto set_status;
1933
1934                 /* FOLL_DUMP to ignore special (like zero) pages */
1935                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
1936
1937                 err = PTR_ERR(page);
1938                 if (IS_ERR(page))
1939                         goto set_status;
1940
1941                 err = -ENOENT;
1942                 if (!page)
1943                         goto set_status;
1944
1945                 if (!is_zone_device_page(page))
1946                         err = page_to_nid(page);
1947
1948                 put_page(page);
1949 set_status:
1950                 *status = err;
1951
1952                 pages++;
1953                 status++;
1954         }
1955
1956         mmap_read_unlock(mm);
1957 }
1958
1959 static int get_compat_pages_array(const void __user *chunk_pages[],
1960                                   const void __user * __user *pages,
1961                                   unsigned long chunk_nr)
1962 {
1963         compat_uptr_t __user *pages32 = (compat_uptr_t __user *)pages;
1964         compat_uptr_t p;
1965         int i;
1966
1967         for (i = 0; i < chunk_nr; i++) {
1968                 if (get_user(p, pages32 + i))
1969                         return -EFAULT;
1970                 chunk_pages[i] = compat_ptr(p);
1971         }
1972
1973         return 0;
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Determine the nodes of a user array of pages and store it in
1978  * a user array of status.
1979  */
1980 static int do_pages_stat(struct mm_struct *mm, unsigned long nr_pages,
1981                          const void __user * __user *pages,
1982                          int __user *status)
1983 {
1984 #define DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR 16UL
1985         const void __user *chunk_pages[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1986         int chunk_status[DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR];
1987
1988         while (nr_pages) {
1989                 unsigned long chunk_nr = min(nr_pages, DO_PAGES_STAT_CHUNK_NR);
1990
1991                 if (in_compat_syscall()) {
1992                         if (get_compat_pages_array(chunk_pages, pages,
1993                                                    chunk_nr))
1994                                 break;
1995                 } else {
1996                         if (copy_from_user(chunk_pages, pages,
1997                                       chunk_nr * sizeof(*chunk_pages)))
1998                                 break;
1999                 }
2000
2001                 do_pages_stat_array(mm, chunk_nr, chunk_pages, chunk_status);
2002
2003                 if (copy_to_user(status, chunk_status, chunk_nr * sizeof(*status)))
2004                         break;
2005
2006                 pages += chunk_nr;
2007                 status += chunk_nr;
2008                 nr_pages -= chunk_nr;
2009         }
2010         return nr_pages ? -EFAULT : 0;
2011 }
2012
2013 static struct mm_struct *find_mm_struct(pid_t pid, nodemask_t *mem_nodes)
2014 {
2015         struct task_struct *task;
2016         struct mm_struct *mm;
2017
2018         /*
2019          * There is no need to check if current process has the right to modify
2020          * the specified process when they are same.
2021          */
2022         if (!pid) {
2023                 mmget(current->mm);
2024                 *mem_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
2025                 return current->mm;
2026         }
2027
2028         /* Find the mm_struct */
2029         rcu_read_lock();
2030         task = find_task_by_vpid(pid);
2031         if (!task) {
2032                 rcu_read_unlock();
2033                 return ERR_PTR(-ESRCH);
2034         }
2035         get_task_struct(task);
2036
2037         /*
2038          * Check if this process has the right to modify the specified
2039          * process. Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
2040          */
2041         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
2042                 rcu_read_unlock();
2043                 mm = ERR_PTR(-EPERM);
2044                 goto out;
2045         }
2046         rcu_read_unlock();
2047
2048         mm = ERR_PTR(security_task_movememory(task));
2049         if (IS_ERR(mm))
2050                 goto out;
2051         *mem_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
2052         mm = get_task_mm(task);
2053 out:
2054         put_task_struct(task);
2055         if (!mm)
2056                 mm = ERR_PTR(-EINVAL);
2057         return mm;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Move a list of pages in the address space of the currently executing
2062  * process.
2063  */
2064 static int kernel_move_pages(pid_t pid, unsigned long nr_pages,
2065                              const void __user * __user *pages,
2066                              const int __user *nodes,
2067                              int __user *status, int flags)
2068 {
2069         struct mm_struct *mm;
2070         int err;
2071         nodemask_t task_nodes;
2072
2073         /* Check flags */
2074         if (flags & ~(MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
2075                 return -EINVAL;
2076
2077         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
2078                 return -EPERM;
2079
2080         mm = find_mm_struct(pid, &task_nodes);
2081         if (IS_ERR(mm))
2082                 return PTR_ERR(mm);
2083
2084         if (nodes)
2085                 err = do_pages_move(mm, task_nodes, nr_pages, pages,
2086                                     nodes, status, flags);
2087         else
2088                 err = do_pages_stat(mm, nr_pages, pages, status);
2089
2090         mmput(mm);
2091         return err;
2092 }
2093
2094 SYSCALL_DEFINE6(move_pages, pid_t, pid, unsigned long, nr_pages,
2095                 const void __user * __user *, pages,
2096                 const int __user *, nodes,
2097                 int __user *, status, int, flags)
2098 {
2099         return kernel_move_pages(pid, nr_pages, pages, nodes, status, flags);
2100 }
2101
2102 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2103 /*
2104  * Returns true if this is a safe migration target node for misplaced NUMA
2105  * pages. Currently it only checks the watermarks which is crude.
2106  */
2107 static bool migrate_balanced_pgdat(struct pglist_data *pgdat,
2108                                    unsigned long nr_migrate_pages)
2109 {
2110         int z;
2111
2112         for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
2113                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
2114
2115                 if (!managed_zone(zone))
2116                         continue;
2117
2118                 /* Avoid waking kswapd by allocating pages_to_migrate pages. */
2119                 if (!zone_watermark_ok(zone, 0,
2120                                        high_wmark_pages(zone) +
2121                                        nr_migrate_pages,
2122                                        ZONE_MOVABLE, 0))
2123                         continue;
2124                 return true;
2125         }
2126         return false;
2127 }
2128
2129 static struct page *alloc_misplaced_dst_page(struct page *page,
2130                                            unsigned long data)
2131 {
2132         int nid = (int) data;
2133         int order = compound_order(page);
2134         gfp_t gfp = __GFP_THISNODE;
2135         struct folio *new;
2136
2137         if (order > 0)
2138                 gfp |= GFP_TRANSHUGE_LIGHT;
2139         else {
2140                 gfp |= GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY |
2141                         __GFP_NOWARN;
2142                 gfp &= ~__GFP_RECLAIM;
2143         }
2144         new = __folio_alloc_node(gfp, order, nid);
2145
2146         return &new->page;
2147 }
2148
2149 static int numamigrate_isolate_page(pg_data_t *pgdat, struct page *page)
2150 {
2151         int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2152         int order = compound_order(page);
2153
2154         VM_BUG_ON_PAGE(order && !PageTransHuge(page), page);
2155
2156         /* Do not migrate THP mapped by multiple processes */
2157         if (PageTransHuge(page) && total_mapcount(page) > 1)
2158                 return 0;
2159
2160         /* Avoid migrating to a node that is nearly full */
2161         if (!migrate_balanced_pgdat(pgdat, nr_pages)) {
2162                 int z;
2163
2164                 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING))
2165                         return 0;
2166                 for (z = pgdat->nr_zones - 1; z >= 0; z--) {
2167                         if (managed_zone(pgdat->node_zones + z))
2168                                 break;
2169                 }
2170                 wakeup_kswapd(pgdat->node_zones + z, 0, order, ZONE_MOVABLE);
2171                 return 0;
2172         }
2173
2174         if (isolate_lru_page(page))
2175                 return 0;
2176
2177         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(page),
2178                             nr_pages);
2179
2180         /*
2181          * Isolating the page has taken another reference, so the
2182          * caller's reference can be safely dropped without the page
2183          * disappearing underneath us during migration.
2184          */
2185         put_page(page);
2186         return 1;
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Attempt to migrate a misplaced page to the specified destination
2191  * node. Caller is expected to have an elevated reference count on
2192  * the page that will be dropped by this function before returning.
2193  */
2194 int migrate_misplaced_page(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
2195                            int node)
2196 {
2197         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
2198         int isolated;
2199         int nr_remaining;
2200         unsigned int nr_succeeded;
2201         LIST_HEAD(migratepages);
2202         int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2203
2204         /*
2205          * Don't migrate file pages that are mapped in multiple processes
2206          * with execute permissions as they are probably shared libraries.
2207          */
2208         if (page_mapcount(page) != 1 && page_is_file_lru(page) &&
2209             (vma->vm_flags & VM_EXEC))
2210                 goto out;
2211
2212         /*
2213          * Also do not migrate dirty pages as not all filesystems can move
2214          * dirty pages in MIGRATE_ASYNC mode which is a waste of cycles.
2215          */
2216         if (page_is_file_lru(page) && PageDirty(page))
2217                 goto out;
2218
2219         isolated = numamigrate_isolate_page(pgdat, page);
2220         if (!isolated)
2221                 goto out;
2222
2223         list_add(&page->lru, &migratepages);
2224         nr_remaining = migrate_pages(&migratepages, alloc_misplaced_dst_page,
2225                                      NULL, node, MIGRATE_ASYNC,
2226                                      MR_NUMA_MISPLACED, &nr_succeeded);
2227         if (nr_remaining) {
2228                 if (!list_empty(&migratepages)) {
2229                         list_del(&page->lru);
2230                         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ISOLATED_ANON +
2231                                         page_is_file_lru(page), -nr_pages);
2232                         putback_lru_page(page);
2233                 }
2234                 isolated = 0;
2235         }
2236         if (nr_succeeded) {
2237                 count_vm_numa_events(NUMA_PAGE_MIGRATE, nr_succeeded);
2238                 if (!node_is_toptier(page_to_nid(page)) && node_is_toptier(node))
2239                         mod_node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_SUCCESS,
2240                                             nr_succeeded);
2241         }
2242         BUG_ON(!list_empty(&migratepages));
2243         return isolated;
2244
2245 out:
2246         put_page(page);
2247         return 0;
2248 }
2249 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2250 #endif /* CONFIG_NUMA */