Merge branch 'for-2.6.40/core' of git://git.kernel.dk/linux-2.6-block
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_mutex
28  *         anon_vma->mutex
29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *               inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *               inode_wb_list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
36  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
37  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
38  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
39  *                           within inode_wb_list_lock in __sync_single_inode)
40  *
41  * (code doesn't rely on that order so it could be switched around)
42  * ->tasklist_lock
43  *   anon_vma->mutex      (memory_failure, collect_procs_anon)
44  *     pte map lock
45  */
46
47 #include <linux/mm.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/swapops.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/init.h>
53 #include <linux/ksm.h>
54 #include <linux/rmap.h>
55 #include <linux/rcupdate.h>
56 #include <linux/module.h>
57 #include <linux/memcontrol.h>
58 #include <linux/mmu_notifier.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/hugetlb.h>
61
62 #include <asm/tlbflush.h>
63
64 #include "internal.h"
65
66 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
67 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
68
69 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
70 {
71         struct anon_vma *anon_vma;
72
73         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
74         if (anon_vma) {
75                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
76                 /*
77                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
78                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
79                  */
80                 anon_vma->root = anon_vma;
81         }
82
83         return anon_vma;
84 }
85
86 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
87 {
88         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
89
90         /*
91          * Synchronize against page_lock_anon_vma() such that
92          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
93          * freed.
94          *
95          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
96          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
97          * mutex_trylock() from page_lock_anon_vma(). This orders:
98          *
99          * page_lock_anon_vma()         VS      put_anon_vma()
100          *   mutex_trylock()                      atomic_dec_and_test()
101          *   LOCK                                 MB
102          *   atomic_read()                        mutex_is_locked()
103          *
104          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
105          * happen _before_ what follows.
106          */
107         if (mutex_is_locked(&anon_vma->root->mutex)) {
108                 anon_vma_lock(anon_vma);
109                 anon_vma_unlock(anon_vma);
110         }
111
112         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
113 }
114
115 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(void)
116 {
117         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, GFP_KERNEL);
118 }
119
120 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
121 {
122         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
123 }
124
125 /**
126  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
127  * @vma: the memory region in question
128  *
129  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
130  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
131  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
132  *
133  * The common case will be that we already have one, but if
134  * not we either need to find an adjacent mapping that we
135  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
136  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
137  * allocate a new one.
138  *
139  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
140  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma()
141  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
142  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
143  * anon_vma isn't actually destroyed).
144  *
145  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
146  * for the new allocation. At the same time, we do not want
147  * to do any locking for the common case of already having
148  * an anon_vma.
149  *
150  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
151  */
152 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
153 {
154         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
155         struct anon_vma_chain *avc;
156
157         might_sleep();
158         if (unlikely(!anon_vma)) {
159                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
160                 struct anon_vma *allocated;
161
162                 avc = anon_vma_chain_alloc();
163                 if (!avc)
164                         goto out_enomem;
165
166                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
167                 allocated = NULL;
168                 if (!anon_vma) {
169                         anon_vma = anon_vma_alloc();
170                         if (unlikely(!anon_vma))
171                                 goto out_enomem_free_avc;
172                         allocated = anon_vma;
173                 }
174
175                 anon_vma_lock(anon_vma);
176                 /* page_table_lock to protect against threads */
177                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
178                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
179                         vma->anon_vma = anon_vma;
180                         avc->anon_vma = anon_vma;
181                         avc->vma = vma;
182                         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
183                         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
184                         allocated = NULL;
185                         avc = NULL;
186                 }
187                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
188                 anon_vma_unlock(anon_vma);
189
190                 if (unlikely(allocated))
191                         put_anon_vma(allocated);
192                 if (unlikely(avc))
193                         anon_vma_chain_free(avc);
194         }
195         return 0;
196
197  out_enomem_free_avc:
198         anon_vma_chain_free(avc);
199  out_enomem:
200         return -ENOMEM;
201 }
202
203 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
204                                 struct anon_vma_chain *avc,
205                                 struct anon_vma *anon_vma)
206 {
207         avc->vma = vma;
208         avc->anon_vma = anon_vma;
209         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
210
211         anon_vma_lock(anon_vma);
212         /*
213          * It's critical to add new vmas to the tail of the anon_vma,
214          * see comment in huge_memory.c:__split_huge_page().
215          */
216         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
217         anon_vma_unlock(anon_vma);
218 }
219
220 /*
221  * Attach the anon_vmas from src to dst.
222  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
223  */
224 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
225 {
226         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
227
228         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
229                 avc = anon_vma_chain_alloc();
230                 if (!avc)
231                         goto enomem_failure;
232                 anon_vma_chain_link(dst, avc, pavc->anon_vma);
233         }
234         return 0;
235
236  enomem_failure:
237         unlink_anon_vmas(dst);
238         return -ENOMEM;
239 }
240
241 /*
242  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
243  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
244  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
245  */
246 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
247 {
248         struct anon_vma_chain *avc;
249         struct anon_vma *anon_vma;
250
251         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
252         if (!pvma->anon_vma)
253                 return 0;
254
255         /*
256          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
257          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
258          */
259         if (anon_vma_clone(vma, pvma))
260                 return -ENOMEM;
261
262         /* Then add our own anon_vma. */
263         anon_vma = anon_vma_alloc();
264         if (!anon_vma)
265                 goto out_error;
266         avc = anon_vma_chain_alloc();
267         if (!avc)
268                 goto out_error_free_anon_vma;
269
270         /*
271          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
272          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
273          */
274         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
275         /*
276          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
277          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
278          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
279          */
280         get_anon_vma(anon_vma->root);
281         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
282         vma->anon_vma = anon_vma;
283         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
284
285         return 0;
286
287  out_error_free_anon_vma:
288         put_anon_vma(anon_vma);
289  out_error:
290         unlink_anon_vmas(vma);
291         return -ENOMEM;
292 }
293
294 static void anon_vma_unlink(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
295 {
296         struct anon_vma *anon_vma = anon_vma_chain->anon_vma;
297         int empty;
298
299         /* If anon_vma_fork fails, we can get an empty anon_vma_chain. */
300         if (!anon_vma)
301                 return;
302
303         anon_vma_lock(anon_vma);
304         list_del(&anon_vma_chain->same_anon_vma);
305
306         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
307         empty = list_empty(&anon_vma->head);
308         anon_vma_unlock(anon_vma);
309
310         if (empty)
311                 put_anon_vma(anon_vma);
312 }
313
314 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
315 {
316         struct anon_vma_chain *avc, *next;
317
318         /*
319          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
320          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
321          */
322         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
323                 anon_vma_unlink(avc);
324                 list_del(&avc->same_vma);
325                 anon_vma_chain_free(avc);
326         }
327 }
328
329 static void anon_vma_ctor(void *data)
330 {
331         struct anon_vma *anon_vma = data;
332
333         mutex_init(&anon_vma->mutex);
334         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
335         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
336 }
337
338 void __init anon_vma_init(void)
339 {
340         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
341                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
342         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
343 }
344
345 /*
346  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
347  *
348  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
349  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
350  * have been relevant to this page.
351  *
352  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
353  * returned may already be freed (and even reused).
354  *
355  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
356  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
357  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
358  *
359  * Since anon_vma's slab is DESTROY_BY_RCU and we know from page_remove_rmap()
360  * that the anon_vma pointer from page->mapping is valid if there is a
361  * mapcount, we can dereference the anon_vma after observing those.
362  */
363 struct anon_vma *page_get_anon_vma(struct page *page)
364 {
365         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
366         unsigned long anon_mapping;
367
368         rcu_read_lock();
369         anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
370         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
371                 goto out;
372         if (!page_mapped(page))
373                 goto out;
374
375         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
376         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
377                 anon_vma = NULL;
378                 goto out;
379         }
380
381         /*
382          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
383          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
384          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
385          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
386          * above cannot corrupt).
387          */
388         if (!page_mapped(page)) {
389                 put_anon_vma(anon_vma);
390                 anon_vma = NULL;
391         }
392 out:
393         rcu_read_unlock();
394
395         return anon_vma;
396 }
397
398 /*
399  * Similar to page_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
400  *
401  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
402  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
403  * reference like with page_get_anon_vma() and then block on the mutex.
404  */
405 struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
406 {
407         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
408         unsigned long anon_mapping;
409
410         rcu_read_lock();
411         anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
412         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
413                 goto out;
414         if (!page_mapped(page))
415                 goto out;
416
417         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
418         if (mutex_trylock(&anon_vma->root->mutex)) {
419                 /*
420                  * If we observe a !0 refcount, then holding the lock ensures
421                  * the anon_vma will not go away, see __put_anon_vma().
422                  */
423                 if (!atomic_read(&anon_vma->refcount)) {
424                         anon_vma_unlock(anon_vma);
425                         anon_vma = NULL;
426                 }
427                 goto out;
428         }
429
430         /* trylock failed, we got to sleep */
431         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
432                 anon_vma = NULL;
433                 goto out;
434         }
435
436         if (!page_mapped(page)) {
437                 put_anon_vma(anon_vma);
438                 anon_vma = NULL;
439                 goto out;
440         }
441
442         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
443         rcu_read_unlock();
444         anon_vma_lock(anon_vma);
445
446         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
447                 /*
448                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
449                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
450                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock() recursion.
451                  */
452                 anon_vma_unlock(anon_vma);
453                 __put_anon_vma(anon_vma);
454                 anon_vma = NULL;
455         }
456
457         return anon_vma;
458
459 out:
460         rcu_read_unlock();
461         return anon_vma;
462 }
463
464 void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
465 {
466         anon_vma_unlock(anon_vma);
467 }
468
469 /*
470  * At what user virtual address is page expected in @vma?
471  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
472  * within the range mapped the @vma.
473  */
474 inline unsigned long
475 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
476 {
477         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
478         unsigned long address;
479
480         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
481                 pgoff = page->index << huge_page_order(page_hstate(page));
482         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
483         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
484                 /* page should be within @vma mapping range */
485                 return -EFAULT;
486         }
487         return address;
488 }
489
490 /*
491  * At what user virtual address is page expected in vma?
492  * Caller should check the page is actually part of the vma.
493  */
494 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
495 {
496         if (PageAnon(page)) {
497                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
498                 /*
499                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
500                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
501                  */
502                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
503                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
504                         return -EFAULT;
505         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
506                 if (!vma->vm_file ||
507                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
508                         return -EFAULT;
509         } else
510                 return -EFAULT;
511         return vma_address(page, vma);
512 }
513
514 /*
515  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
516  *
517  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
518  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
519  * highly shared pages).
520  *
521  * On success returns with pte mapped and locked.
522  */
523 pte_t *__page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
524                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
525 {
526         pgd_t *pgd;
527         pud_t *pud;
528         pmd_t *pmd;
529         pte_t *pte;
530         spinlock_t *ptl;
531
532         if (unlikely(PageHuge(page))) {
533                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
534                 ptl = &mm->page_table_lock;
535                 goto check;
536         }
537
538         pgd = pgd_offset(mm, address);
539         if (!pgd_present(*pgd))
540                 return NULL;
541
542         pud = pud_offset(pgd, address);
543         if (!pud_present(*pud))
544                 return NULL;
545
546         pmd = pmd_offset(pud, address);
547         if (!pmd_present(*pmd))
548                 return NULL;
549         if (pmd_trans_huge(*pmd))
550                 return NULL;
551
552         pte = pte_offset_map(pmd, address);
553         /* Make a quick check before getting the lock */
554         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
555                 pte_unmap(pte);
556                 return NULL;
557         }
558
559         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
560 check:
561         spin_lock(ptl);
562         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
563                 *ptlp = ptl;
564                 return pte;
565         }
566         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
567         return NULL;
568 }
569
570 /**
571  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
572  * @page: the page to test
573  * @vma: the VMA to test
574  *
575  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
576  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
577  * valid for normal file or anonymous VMAs.
578  */
579 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
580 {
581         unsigned long address;
582         pte_t *pte;
583         spinlock_t *ptl;
584
585         address = vma_address(page, vma);
586         if (address == -EFAULT)         /* out of vma range */
587                 return 0;
588         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
589         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
590                 return 0;
591         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
592
593         return 1;
594 }
595
596 /*
597  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
598  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
599  */
600 int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
601                         unsigned long address, unsigned int *mapcount,
602                         unsigned long *vm_flags)
603 {
604         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
605         int referenced = 0;
606
607         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
608                 pmd_t *pmd;
609
610                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
611                 /*
612                  * rmap might return false positives; we must filter
613                  * these out using page_check_address_pmd().
614                  */
615                 pmd = page_check_address_pmd(page, mm, address,
616                                              PAGE_CHECK_ADDRESS_PMD_FLAG);
617                 if (!pmd) {
618                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
619                         goto out;
620                 }
621
622                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
623                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
624                         *mapcount = 0;  /* break early from loop */
625                         *vm_flags |= VM_LOCKED;
626                         goto out;
627                 }
628
629                 /* go ahead even if the pmd is pmd_trans_splitting() */
630                 if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address, pmd))
631                         referenced++;
632                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
633         } else {
634                 pte_t *pte;
635                 spinlock_t *ptl;
636
637                 /*
638                  * rmap might return false positives; we must filter
639                  * these out using page_check_address().
640                  */
641                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
642                 if (!pte)
643                         goto out;
644
645                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
646                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
647                         *mapcount = 0;  /* break early from loop */
648                         *vm_flags |= VM_LOCKED;
649                         goto out;
650                 }
651
652                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
653                         /*
654                          * Don't treat a reference through a sequentially read
655                          * mapping as such.  If the page has been used in
656                          * another mapping, we will catch it; if this other
657                          * mapping is already gone, the unmap path will have
658                          * set PG_referenced or activated the page.
659                          */
660                         if (likely(!VM_SequentialReadHint(vma)))
661                                 referenced++;
662                 }
663                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
664         }
665
666         /* Pretend the page is referenced if the task has the
667            swap token and is in the middle of a page fault. */
668         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
669                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
670                 referenced++;
671
672         (*mapcount)--;
673
674         if (referenced)
675                 *vm_flags |= vma->vm_flags;
676 out:
677         return referenced;
678 }
679
680 static int page_referenced_anon(struct page *page,
681                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
682                                 unsigned long *vm_flags)
683 {
684         unsigned int mapcount;
685         struct anon_vma *anon_vma;
686         struct anon_vma_chain *avc;
687         int referenced = 0;
688
689         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
690         if (!anon_vma)
691                 return referenced;
692
693         mapcount = page_mapcount(page);
694         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
695                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
696                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
697                 if (address == -EFAULT)
698                         continue;
699                 /*
700                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
701                  * counting on behalf of references from different
702                  * cgroups
703                  */
704                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
705                         continue;
706                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
707                                                   &mapcount, vm_flags);
708                 if (!mapcount)
709                         break;
710         }
711
712         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
713         return referenced;
714 }
715
716 /**
717  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
718  * @page: the page we're checking references on.
719  * @mem_cont: target memory controller
720  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
721  *
722  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
723  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
724  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
725  * of references it found.
726  *
727  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
728  */
729 static int page_referenced_file(struct page *page,
730                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
731                                 unsigned long *vm_flags)
732 {
733         unsigned int mapcount;
734         struct address_space *mapping = page->mapping;
735         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
736         struct vm_area_struct *vma;
737         struct prio_tree_iter iter;
738         int referenced = 0;
739
740         /*
741          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
742          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
743          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
744          */
745         BUG_ON(PageAnon(page));
746
747         /*
748          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
749          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
750          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
751          * so we can safely take mapping->i_mmap_mutex.
752          */
753         BUG_ON(!PageLocked(page));
754
755         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
756
757         /*
758          * i_mmap_mutex does not stabilize mapcount at all, but mapcount
759          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
760          */
761         mapcount = page_mapcount(page);
762
763         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
764                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
765                 if (address == -EFAULT)
766                         continue;
767                 /*
768                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
769                  * counting on behalf of references from different
770                  * cgroups
771                  */
772                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
773                         continue;
774                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
775                                                   &mapcount, vm_flags);
776                 if (!mapcount)
777                         break;
778         }
779
780         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
781         return referenced;
782 }
783
784 /**
785  * page_referenced - test if the page was referenced
786  * @page: the page to test
787  * @is_locked: caller holds lock on the page
788  * @mem_cont: target memory controller
789  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
790  *
791  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
792  * returns the number of ptes which referenced the page.
793  */
794 int page_referenced(struct page *page,
795                     int is_locked,
796                     struct mem_cgroup *mem_cont,
797                     unsigned long *vm_flags)
798 {
799         int referenced = 0;
800         int we_locked = 0;
801
802         *vm_flags = 0;
803         if (page_mapped(page) && page_rmapping(page)) {
804                 if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
805                         we_locked = trylock_page(page);
806                         if (!we_locked) {
807                                 referenced++;
808                                 goto out;
809                         }
810                 }
811                 if (unlikely(PageKsm(page)))
812                         referenced += page_referenced_ksm(page, mem_cont,
813                                                                 vm_flags);
814                 else if (PageAnon(page))
815                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont,
816                                                                 vm_flags);
817                 else if (page->mapping)
818                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont,
819                                                                 vm_flags);
820                 if (we_locked)
821                         unlock_page(page);
822         }
823 out:
824         if (page_test_and_clear_young(page_to_pfn(page)))
825                 referenced++;
826
827         return referenced;
828 }
829
830 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
831                             unsigned long address)
832 {
833         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
834         pte_t *pte;
835         spinlock_t *ptl;
836         int ret = 0;
837
838         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
839         if (!pte)
840                 goto out;
841
842         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
843                 pte_t entry;
844
845                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
846                 entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
847                 entry = pte_wrprotect(entry);
848                 entry = pte_mkclean(entry);
849                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
850                 ret = 1;
851         }
852
853         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
854 out:
855         return ret;
856 }
857
858 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
859 {
860         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
861         struct vm_area_struct *vma;
862         struct prio_tree_iter iter;
863         int ret = 0;
864
865         BUG_ON(PageAnon(page));
866
867         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
868         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
869                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
870                         unsigned long address = vma_address(page, vma);
871                         if (address == -EFAULT)
872                                 continue;
873                         ret += page_mkclean_one(page, vma, address);
874                 }
875         }
876         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
877         return ret;
878 }
879
880 int page_mkclean(struct page *page)
881 {
882         int ret = 0;
883
884         BUG_ON(!PageLocked(page));
885
886         if (page_mapped(page)) {
887                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
888                 if (mapping) {
889                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
890                         if (page_test_and_clear_dirty(page_to_pfn(page), 1))
891                                 ret = 1;
892                 }
893         }
894
895         return ret;
896 }
897 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
898
899 /**
900  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
901  * @page:       the page to move to our anon_vma
902  * @vma:        the vma the page belongs to
903  * @address:    the user virtual address mapped
904  *
905  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
906  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
907  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
908  * processes.
909  */
910 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
911         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
912 {
913         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
914
915         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
916         VM_BUG_ON(!anon_vma);
917         VM_BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
918
919         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
920         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
921 }
922
923 /**
924  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
925  * @page:       Page to add to rmap     
926  * @vma:        VM area to add page to.
927  * @address:    User virtual address of the mapping     
928  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
929  */
930 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
931         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
932 {
933         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
934
935         BUG_ON(!anon_vma);
936
937         if (PageAnon(page))
938                 return;
939
940         /*
941          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
942          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
943          * page mapping!
944          */
945         if (!exclusive)
946                 anon_vma = anon_vma->root;
947
948         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
949         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
950         page->index = linear_page_index(vma, address);
951 }
952
953 /**
954  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
955  * @page:       the page to add the mapping to
956  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
957  * @address:    the user virtual address mapped
958  */
959 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
960         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
961 {
962 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
963         /*
964          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
965          * be set up correctly at this point.
966          *
967          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
968          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
969          * in which case the page is already known to be setup.
970          *
971          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
972          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
973          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
974          */
975         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
976         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
977 #endif
978 }
979
980 /**
981  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
982  * @page:       the page to add the mapping to
983  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
984  * @address:    the user virtual address mapped
985  *
986  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
987  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
988  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
989  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
990  */
991 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
992         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
993 {
994         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
995 }
996
997 /*
998  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
999  * into pages that are exclusively owned by the current process.
1000  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
1001  */
1002 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
1003         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1004 {
1005         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1006         if (first) {
1007                 if (!PageTransHuge(page))
1008                         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1009                 else
1010                         __inc_zone_page_state(page,
1011                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1012         }
1013         if (unlikely(PageKsm(page)))
1014                 return;
1015
1016         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1017         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1018         if (first)
1019                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
1020         else
1021                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1022 }
1023
1024 /**
1025  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
1026  * @page:       the page to add the mapping to
1027  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1028  * @address:    the user virtual address mapped
1029  *
1030  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
1031  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1032  * Page does not have to be locked.
1033  */
1034 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1035         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1036 {
1037         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1038         SetPageSwapBacked(page);
1039         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
1040         if (!PageTransHuge(page))
1041                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1042         else
1043                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1044         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1045         if (page_evictable(page, vma))
1046                 lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
1047         else
1048                 add_page_to_unevictable_list(page);
1049 }
1050
1051 /**
1052  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1053  * @page: the page to add the mapping to
1054  *
1055  * The caller needs to hold the pte lock.
1056  */
1057 void page_add_file_rmap(struct page *page)
1058 {
1059         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
1060                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1061                 mem_cgroup_inc_page_stat(page, MEMCG_NR_FILE_MAPPED);
1062         }
1063 }
1064
1065 /**
1066  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1067  * @page: page to remove mapping from
1068  *
1069  * The caller needs to hold the pte lock.
1070  */
1071 void page_remove_rmap(struct page *page)
1072 {
1073         /* page still mapped by someone else? */
1074         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1075                 return;
1076
1077         /*
1078          * Now that the last pte has gone, s390 must transfer dirty
1079          * flag from storage key to struct page.  We can usually skip
1080          * this if the page is anon, so about to be freed; but perhaps
1081          * not if it's in swapcache - there might be another pte slot
1082          * containing the swap entry, but page not yet written to swap.
1083          */
1084         if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) &&
1085             page_test_and_clear_dirty(page_to_pfn(page), 1))
1086                 set_page_dirty(page);
1087         /*
1088          * Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES nor NR_FILE_MAPPED
1089          * and not charged by memcg for now.
1090          */
1091         if (unlikely(PageHuge(page)))
1092                 return;
1093         if (PageAnon(page)) {
1094                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
1095                 if (!PageTransHuge(page))
1096                         __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1097                 else
1098                         __dec_zone_page_state(page,
1099                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1100         } else {
1101                 __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1102                 mem_cgroup_dec_page_stat(page, MEMCG_NR_FILE_MAPPED);
1103         }
1104         /*
1105          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1106          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1107          * which increments mapcount after us but sets mapping
1108          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
1109          * and remember that it's only reliable while mapped.
1110          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1111          * faster for those pages still in swapcache.
1112          */
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
1117  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
1118  */
1119 int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1120                      unsigned long address, enum ttu_flags flags)
1121 {
1122         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1123         pte_t *pte;
1124         pte_t pteval;
1125         spinlock_t *ptl;
1126         int ret = SWAP_AGAIN;
1127
1128         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
1129         if (!pte)
1130                 goto out;
1131
1132         /*
1133          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1134          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1135          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1136          */
1137         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1138                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1139                         goto out_mlock;
1140
1141                 if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1142                         goto out_unmap;
1143         }
1144         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1145                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1146                         ret = SWAP_FAIL;
1147                         goto out_unmap;
1148                 }
1149         }
1150
1151         /* Nuke the page table entry. */
1152         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1153         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1154
1155         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1156         if (pte_dirty(pteval))
1157                 set_page_dirty(page);
1158
1159         /* Update high watermark before we lower rss */
1160         update_hiwater_rss(mm);
1161
1162         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1163                 if (PageAnon(page))
1164                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1165                 else
1166                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1167                 set_pte_at(mm, address, pte,
1168                                 swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1169         } else if (PageAnon(page)) {
1170                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1171
1172                 if (PageSwapCache(page)) {
1173                         /*
1174                          * Store the swap location in the pte.
1175                          * See handle_pte_fault() ...
1176                          */
1177                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1178                                 set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1179                                 ret = SWAP_FAIL;
1180                                 goto out_unmap;
1181                         }
1182                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1183                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1184                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1185                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1186                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1187                         }
1188                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1189                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1190                 } else if (PAGE_MIGRATION) {
1191                         /*
1192                          * Store the pfn of the page in a special migration
1193                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1194                          * pte is removed and then restart fault handling.
1195                          */
1196                         BUG_ON(TTU_ACTION(flags) != TTU_MIGRATION);
1197                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1198                 }
1199                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1200                 BUG_ON(pte_file(*pte));
1201         } else if (PAGE_MIGRATION && (TTU_ACTION(flags) == TTU_MIGRATION)) {
1202                 /* Establish migration entry for a file page */
1203                 swp_entry_t entry;
1204                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1205                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1206         } else
1207                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1208
1209         page_remove_rmap(page);
1210         page_cache_release(page);
1211
1212 out_unmap:
1213         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1214 out:
1215         return ret;
1216
1217 out_mlock:
1218         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1219
1220
1221         /*
1222          * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
1223          * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
1224          * we now hold anon_vma->mutex or mapping->i_mmap_mutex.
1225          * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
1226          * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
1227          * page is actually mlocked.
1228          */
1229         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1230                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1231                         mlock_vma_page(page);
1232                         ret = SWAP_MLOCK;
1233                 }
1234                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1235         }
1236         return ret;
1237 }
1238
1239 /*
1240  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
1241  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
1242  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
1243  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
1244  *
1245  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
1246  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
1247  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
1248  * around the vma's virtual address space.
1249  *
1250  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
1251  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
1252  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
1253  *
1254  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
1255  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
1256  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
1257  *
1258  * Mlocked pages:  check VM_LOCKED under mmap_sem held for read, if we can
1259  * acquire it without blocking.  If vma locked, mlock the pages in the cluster,
1260  * rather than unmapping them.  If we encounter the "check_page" that vmscan is
1261  * trying to unmap, return SWAP_MLOCK, else default SWAP_AGAIN.
1262  */
1263 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
1264 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
1265
1266 static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
1267                 struct vm_area_struct *vma, struct page *check_page)
1268 {
1269         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1270         pgd_t *pgd;
1271         pud_t *pud;
1272         pmd_t *pmd;
1273         pte_t *pte;
1274         pte_t pteval;
1275         spinlock_t *ptl;
1276         struct page *page;
1277         unsigned long address;
1278         unsigned long end;
1279         int ret = SWAP_AGAIN;
1280         int locked_vma = 0;
1281
1282         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
1283         end = address + CLUSTER_SIZE;
1284         if (address < vma->vm_start)
1285                 address = vma->vm_start;
1286         if (end > vma->vm_end)
1287                 end = vma->vm_end;
1288
1289         pgd = pgd_offset(mm, address);
1290         if (!pgd_present(*pgd))
1291                 return ret;
1292
1293         pud = pud_offset(pgd, address);
1294         if (!pud_present(*pud))
1295                 return ret;
1296
1297         pmd = pmd_offset(pud, address);
1298         if (!pmd_present(*pmd))
1299                 return ret;
1300
1301         /*
1302          * If we can acquire the mmap_sem for read, and vma is VM_LOCKED,
1303          * keep the sem while scanning the cluster for mlocking pages.
1304          */
1305         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1306                 locked_vma = (vma->vm_flags & VM_LOCKED);
1307                 if (!locked_vma)
1308                         up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem); /* don't need it */
1309         }
1310
1311         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
1312
1313         /* Update high watermark before we lower rss */
1314         update_hiwater_rss(mm);
1315
1316         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
1317                 if (!pte_present(*pte))
1318                         continue;
1319                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
1320                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
1321
1322                 if (locked_vma) {
1323                         mlock_vma_page(page);   /* no-op if already mlocked */
1324                         if (page == check_page)
1325                                 ret = SWAP_MLOCK;
1326                         continue;       /* don't unmap */
1327                 }
1328
1329                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
1330                         continue;
1331
1332                 /* Nuke the page table entry. */
1333                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1334                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1335
1336                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
1337                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
1338                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
1339
1340                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1341                 if (pte_dirty(pteval))
1342                         set_page_dirty(page);
1343
1344                 page_remove_rmap(page);
1345                 page_cache_release(page);
1346                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1347                 (*mapcount)--;
1348         }
1349         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
1350         if (locked_vma)
1351                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1356 {
1357         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1358
1359         if (!maybe_stack)
1360                 return false;
1361
1362         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1363                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1364                 return true;
1365
1366         return false;
1367 }
1368
1369 /**
1370  * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
1371  * rmap method
1372  * @page: the page to unmap/unlock
1373  * @flags: action and flags
1374  *
1375  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1376  * contained in the anon_vma struct it points to.
1377  *
1378  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1379  * anonymous pages.
1380  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1381  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1382  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1383  * 'LOCKED.
1384  */
1385 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1386 {
1387         struct anon_vma *anon_vma;
1388         struct anon_vma_chain *avc;
1389         int ret = SWAP_AGAIN;
1390
1391         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
1392         if (!anon_vma)
1393                 return ret;
1394
1395         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1396                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1397                 unsigned long address;
1398
1399                 /*
1400                  * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1401                  * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1402                  * page tables leading to a race where migration cannot
1403                  * find the migration ptes. Rather than increasing the
1404                  * locking requirements of exec(), migration skips
1405                  * temporary VMAs until after exec() completes.
1406                  */
1407                 if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
1408                                 is_vma_temporary_stack(vma))
1409                         continue;
1410
1411                 address = vma_address(page, vma);
1412                 if (address == -EFAULT)
1413                         continue;
1414                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1415                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1416                         break;
1417         }
1418
1419         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
1420         return ret;
1421 }
1422
1423 /**
1424  * try_to_unmap_file - unmap/unlock file page using the object-based rmap method
1425  * @page: the page to unmap/unlock
1426  * @flags: action and flags
1427  *
1428  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1429  * contained in the address_space struct it points to.
1430  *
1431  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1432  * object-based pages.
1433  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1434  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1435  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1436  * 'LOCKED.
1437  */
1438 static int try_to_unmap_file(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1439 {
1440         struct address_space *mapping = page->mapping;
1441         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1442         struct vm_area_struct *vma;
1443         struct prio_tree_iter iter;
1444         int ret = SWAP_AGAIN;
1445         unsigned long cursor;
1446         unsigned long max_nl_cursor = 0;
1447         unsigned long max_nl_size = 0;
1448         unsigned int mapcount;
1449
1450         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
1451         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1452                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1453                 if (address == -EFAULT)
1454                         continue;
1455                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1456                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1457                         goto out;
1458         }
1459
1460         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
1461                 goto out;
1462
1463         /*
1464          * We don't bother to try to find the munlocked page in nonlinears.
1465          * It's costly. Instead, later, page reclaim logic may call
1466          * try_to_unmap(TTU_MUNLOCK) and recover PG_mlocked lazily.
1467          */
1468         if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1469                 goto out;
1470
1471         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1472                                                 shared.vm_set.list) {
1473                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1474                 if (cursor > max_nl_cursor)
1475                         max_nl_cursor = cursor;
1476                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
1477                 if (cursor > max_nl_size)
1478                         max_nl_size = cursor;
1479         }
1480
1481         if (max_nl_size == 0) { /* all nonlinears locked or reserved ? */
1482                 ret = SWAP_FAIL;
1483                 goto out;
1484         }
1485
1486         /*
1487          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
1488          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
1489          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
1490          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
1491          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
1492          */
1493         mapcount = page_mapcount(page);
1494         if (!mapcount)
1495                 goto out;
1496         cond_resched();
1497
1498         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
1499         if (max_nl_cursor == 0)
1500                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
1501
1502         do {
1503                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1504                                                 shared.vm_set.list) {
1505                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1506                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
1507                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
1508                                 if (try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount,
1509                                                 vma, page) == SWAP_MLOCK)
1510                                         ret = SWAP_MLOCK;
1511                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
1512                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
1513                                 if ((int)mapcount <= 0)
1514                                         goto out;
1515                         }
1516                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
1517                 }
1518                 cond_resched();
1519                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
1520         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
1521
1522         /*
1523          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
1524          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
1525          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
1526          */
1527         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
1528                 vma->vm_private_data = NULL;
1529 out:
1530         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
1531         return ret;
1532 }
1533
1534 /**
1535  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1536  * @page: the page to get unmapped
1537  * @flags: action and flags
1538  *
1539  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1540  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1541  * Return values are:
1542  *
1543  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1544  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1545  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1546  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1547  */
1548 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1549 {
1550         int ret;
1551
1552         BUG_ON(!PageLocked(page));
1553         VM_BUG_ON(!PageHuge(page) && PageTransHuge(page));
1554
1555         if (unlikely(PageKsm(page)))
1556                 ret = try_to_unmap_ksm(page, flags);
1557         else if (PageAnon(page))
1558                 ret = try_to_unmap_anon(page, flags);
1559         else
1560                 ret = try_to_unmap_file(page, flags);
1561         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1562                 ret = SWAP_SUCCESS;
1563         return ret;
1564 }
1565
1566 /**
1567  * try_to_munlock - try to munlock a page
1568  * @page: the page to be munlocked
1569  *
1570  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1571  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1572  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1573  *
1574  * Return values are:
1575  *
1576  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1577  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1578  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1579  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1580  */
1581 int try_to_munlock(struct page *page)
1582 {
1583         VM_BUG_ON(!PageLocked(page) || PageLRU(page));
1584
1585         if (unlikely(PageKsm(page)))
1586                 return try_to_unmap_ksm(page, TTU_MUNLOCK);
1587         else if (PageAnon(page))
1588                 return try_to_unmap_anon(page, TTU_MUNLOCK);
1589         else
1590                 return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
1591 }
1592
1593 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1594 {
1595         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1596
1597         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1598                 anon_vma_free(root);
1599
1600         anon_vma_free(anon_vma);
1601 }
1602
1603 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1604 /*
1605  * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
1606  * Called by migrate.c to remove migration ptes, but might be used more later.
1607  */
1608 static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1609                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1610 {
1611         struct anon_vma *anon_vma;
1612         struct anon_vma_chain *avc;
1613         int ret = SWAP_AGAIN;
1614
1615         /*
1616          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
1617          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1618          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1619          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1620          */
1621         anon_vma = page_anon_vma(page);
1622         if (!anon_vma)
1623                 return ret;
1624         anon_vma_lock(anon_vma);
1625         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1626                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1627                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1628                 if (address == -EFAULT)
1629                         continue;
1630                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1631                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1632                         break;
1633         }
1634         anon_vma_unlock(anon_vma);
1635         return ret;
1636 }
1637
1638 static int rmap_walk_file(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1639                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1640 {
1641         struct address_space *mapping = page->mapping;
1642         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1643         struct vm_area_struct *vma;
1644         struct prio_tree_iter iter;
1645         int ret = SWAP_AGAIN;
1646
1647         if (!mapping)
1648                 return ret;
1649         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
1650         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1651                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1652                 if (address == -EFAULT)
1653                         continue;
1654                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1655                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1656                         break;
1657         }
1658         /*
1659          * No nonlinear handling: being always shared, nonlinear vmas
1660          * never contain migration ptes.  Decide what to do about this
1661          * limitation to linear when we need rmap_walk() on nonlinear.
1662          */
1663         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
1664         return ret;
1665 }
1666
1667 int rmap_walk(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1668                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1669 {
1670         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1671
1672         if (unlikely(PageKsm(page)))
1673                 return rmap_walk_ksm(page, rmap_one, arg);
1674         else if (PageAnon(page))
1675                 return rmap_walk_anon(page, rmap_one, arg);
1676         else
1677                 return rmap_walk_file(page, rmap_one, arg);
1678 }
1679 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
1680
1681 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1682 /*
1683  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1684  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1685  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1686  */
1687 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1688         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1689 {
1690         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1691
1692         BUG_ON(!anon_vma);
1693
1694         if (PageAnon(page))
1695                 return;
1696         if (!exclusive)
1697                 anon_vma = anon_vma->root;
1698
1699         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1700         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1701         page->index = linear_page_index(vma, address);
1702 }
1703
1704 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1705                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1706 {
1707         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1708         int first;
1709
1710         BUG_ON(!PageLocked(page));
1711         BUG_ON(!anon_vma);
1712         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1713         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1714         if (first)
1715                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1716 }
1717
1718 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1719                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1720 {
1721         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1722         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1723         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1724 }
1725 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */