75a32be64a2137e5e95279c9486a5aed4c3d761b
[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 <hugh@veritas.com> 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_lock
28  *         anon_vma->lock
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_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
39  */
40
41 #include <linux/mm.h>
42 #include <linux/pagemap.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/init.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/rcupdate.h>
49 #include <linux/module.h>
50 #include <linux/kallsyms.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53
54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
55
56 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
57 {
58 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
59         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
60         struct vm_area_struct *vma;
61         unsigned int mapcount = 0;
62         int found = 0;
63
64         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
65                 mapcount++;
66                 BUG_ON(mapcount > 100000);
67                 if (vma == find_vma)
68                         found = 1;
69         }
70         BUG_ON(!found);
71 #endif
72 }
73
74 /* This must be called under the mmap_sem. */
75 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
76 {
77         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
78
79         might_sleep();
80         if (unlikely(!anon_vma)) {
81                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
82                 struct anon_vma *allocated, *locked;
83
84                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
85                 if (anon_vma) {
86                         allocated = NULL;
87                         locked = anon_vma;
88                         spin_lock(&locked->lock);
89                 } else {
90                         anon_vma = anon_vma_alloc();
91                         if (unlikely(!anon_vma))
92                                 return -ENOMEM;
93                         allocated = anon_vma;
94                         locked = NULL;
95                 }
96
97                 /* page_table_lock to protect against threads */
98                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
99                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
100                         vma->anon_vma = anon_vma;
101                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
102                         allocated = NULL;
103                 }
104                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
105
106                 if (locked)
107                         spin_unlock(&locked->lock);
108                 if (unlikely(allocated))
109                         anon_vma_free(allocated);
110         }
111         return 0;
112 }
113
114 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
115 {
116         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
117         list_del(&next->anon_vma_node);
118 }
119
120 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
121 {
122         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
123
124         if (anon_vma) {
125                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
126                 validate_anon_vma(vma);
127         }
128 }
129
130 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
131 {
132         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
133
134         if (anon_vma) {
135                 spin_lock(&anon_vma->lock);
136                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
137                 validate_anon_vma(vma);
138                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
139         }
140 }
141
142 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
143 {
144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
145         int empty;
146
147         if (!anon_vma)
148                 return;
149
150         spin_lock(&anon_vma->lock);
151         validate_anon_vma(vma);
152         list_del(&vma->anon_vma_node);
153
154         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
155         empty = list_empty(&anon_vma->head);
156         spin_unlock(&anon_vma->lock);
157
158         if (empty)
159                 anon_vma_free(anon_vma);
160 }
161
162 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
163                           unsigned long flags)
164 {
165         if (flags & SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
166                 struct anon_vma *anon_vma = data;
167
168                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
169                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
170         }
171 }
172
173 void __init anon_vma_init(void)
174 {
175         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
176                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
177 }
178
179 /*
180  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
181  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
182  */
183 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
184 {
185         struct anon_vma *anon_vma;
186         unsigned long anon_mapping;
187
188         rcu_read_lock();
189         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
190         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
191                 goto out;
192         if (!page_mapped(page))
193                 goto out;
194
195         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
196         spin_lock(&anon_vma->lock);
197         return anon_vma;
198 out:
199         rcu_read_unlock();
200         return NULL;
201 }
202
203 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
204 {
205         spin_unlock(&anon_vma->lock);
206         rcu_read_unlock();
207 }
208
209 /*
210  * At what user virtual address is page expected in vma?
211  */
212 static inline unsigned long
213 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
214 {
215         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
216         unsigned long address;
217
218         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
219         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
220                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
221                 BUG_ON(!PageAnon(page));
222                 return -EFAULT;
223         }
224         return address;
225 }
226
227 /*
228  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
229  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
230  */
231 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
232 {
233         if (PageAnon(page)) {
234                 if ((void *)vma->anon_vma !=
235                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
236                         return -EFAULT;
237         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
238                 if (!vma->vm_file ||
239                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
240                         return -EFAULT;
241         } else
242                 return -EFAULT;
243         return vma_address(page, vma);
244 }
245
246 /*
247  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
248  *
249  * On success returns with pte mapped and locked.
250  */
251 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
252                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
253 {
254         pgd_t *pgd;
255         pud_t *pud;
256         pmd_t *pmd;
257         pte_t *pte;
258         spinlock_t *ptl;
259
260         pgd = pgd_offset(mm, address);
261         if (!pgd_present(*pgd))
262                 return NULL;
263
264         pud = pud_offset(pgd, address);
265         if (!pud_present(*pud))
266                 return NULL;
267
268         pmd = pmd_offset(pud, address);
269         if (!pmd_present(*pmd))
270                 return NULL;
271
272         pte = pte_offset_map(pmd, address);
273         /* Make a quick check before getting the lock */
274         if (!pte_present(*pte)) {
275                 pte_unmap(pte);
276                 return NULL;
277         }
278
279         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
280         spin_lock(ptl);
281         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
282                 *ptlp = ptl;
283                 return pte;
284         }
285         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
286         return NULL;
287 }
288
289 /*
290  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
291  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
292  */
293 static int page_referenced_one(struct page *page,
294         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
295 {
296         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
297         unsigned long address;
298         pte_t *pte;
299         spinlock_t *ptl;
300         int referenced = 0;
301
302         address = vma_address(page, vma);
303         if (address == -EFAULT)
304                 goto out;
305
306         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
307         if (!pte)
308                 goto out;
309
310         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
311                 referenced++;
312
313         /* Pretend the page is referenced if the task has the
314            swap token and is in the middle of a page fault. */
315         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
316                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
317                 referenced++;
318
319         (*mapcount)--;
320         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
321 out:
322         return referenced;
323 }
324
325 static int page_referenced_anon(struct page *page)
326 {
327         unsigned int mapcount;
328         struct anon_vma *anon_vma;
329         struct vm_area_struct *vma;
330         int referenced = 0;
331
332         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
333         if (!anon_vma)
334                 return referenced;
335
336         mapcount = page_mapcount(page);
337         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
338                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
339                 if (!mapcount)
340                         break;
341         }
342
343         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
344         return referenced;
345 }
346
347 /**
348  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
349  * @page: the page we're checking references on.
350  *
351  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
352  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
353  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
354  * of references it found.
355  *
356  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
357  */
358 static int page_referenced_file(struct page *page)
359 {
360         unsigned int mapcount;
361         struct address_space *mapping = page->mapping;
362         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
363         struct vm_area_struct *vma;
364         struct prio_tree_iter iter;
365         int referenced = 0;
366
367         /*
368          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
369          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
370          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
371          */
372         BUG_ON(PageAnon(page));
373
374         /*
375          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
376          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
377          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
378          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
379          */
380         BUG_ON(!PageLocked(page));
381
382         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
383
384         /*
385          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
386          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
387          */
388         mapcount = page_mapcount(page);
389
390         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
391                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
392                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
393                         referenced++;
394                         break;
395                 }
396                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
397                 if (!mapcount)
398                         break;
399         }
400
401         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
402         return referenced;
403 }
404
405 /**
406  * page_referenced - test if the page was referenced
407  * @page: the page to test
408  * @is_locked: caller holds lock on the page
409  *
410  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
411  * returns the number of ptes which referenced the page.
412  */
413 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
414 {
415         int referenced = 0;
416
417         if (page_test_and_clear_young(page))
418                 referenced++;
419
420         if (TestClearPageReferenced(page))
421                 referenced++;
422
423         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
424                 if (PageAnon(page))
425                         referenced += page_referenced_anon(page);
426                 else if (is_locked)
427                         referenced += page_referenced_file(page);
428                 else if (TestSetPageLocked(page))
429                         referenced++;
430                 else {
431                         if (page->mapping)
432                                 referenced += page_referenced_file(page);
433                         unlock_page(page);
434                 }
435         }
436         return referenced;
437 }
438
439 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
440 {
441         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
442         unsigned long address;
443         pte_t *pte;
444         spinlock_t *ptl;
445         int ret = 0;
446
447         address = vma_address(page, vma);
448         if (address == -EFAULT)
449                 goto out;
450
451         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
452         if (!pte)
453                 goto out;
454
455         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
456                 pte_t entry;
457
458                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
459                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
460                 entry = pte_wrprotect(entry);
461                 entry = pte_mkclean(entry);
462                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
463                 lazy_mmu_prot_update(entry);
464                 ret = 1;
465         }
466
467         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
468 out:
469         return ret;
470 }
471
472 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
473 {
474         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
475         struct vm_area_struct *vma;
476         struct prio_tree_iter iter;
477         int ret = 0;
478
479         BUG_ON(PageAnon(page));
480
481         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
482         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
483                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
484                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
485         }
486         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
487         return ret;
488 }
489
490 int page_mkclean(struct page *page)
491 {
492         int ret = 0;
493
494         BUG_ON(!PageLocked(page));
495
496         if (page_mapped(page)) {
497                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
498                 if (mapping)
499                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
500                 if (page_test_dirty(page)) {
501                         page_clear_dirty(page);
502                         ret = 1;
503                 }
504         }
505
506         return ret;
507 }
508
509 /**
510  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
511  * @page:       the page to add the mapping to
512  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
513  * @address:    the user virtual address mapped
514  */
515 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
516         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
517 {
518         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
519
520         BUG_ON(!anon_vma);
521         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
522         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
523
524         page->index = linear_page_index(vma, address);
525
526         /*
527          * nr_mapped state can be updated without turning off
528          * interrupts because it is not modified via interrupt.
529          */
530         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
531 }
532
533 /**
534  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
535  * @page:       the page to add the mapping to
536  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
537  * @address:    the user virtual address mapped
538  *
539  * The caller needs to hold the pte lock.
540  */
541 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
542         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
543 {
544         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
545                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
546         /* else checking page index and mapping is racy */
547 }
548
549 /*
550  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
551  * @page:       the page to add the mapping to
552  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
553  * @address:    the user virtual address mapped
554  *
555  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
556  * This means the inc-and-test can be bypassed.
557  */
558 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
559         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
560 {
561         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
562         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
563 }
564
565 /**
566  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
567  * @page: the page to add the mapping to
568  *
569  * The caller needs to hold the pte lock.
570  */
571 void page_add_file_rmap(struct page *page)
572 {
573         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
574                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
575 }
576
577 /**
578  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
579  * @page: page to remove mapping from
580  *
581  * The caller needs to hold the pte lock.
582  */
583 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
584 {
585         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
586                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
587                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
588                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
589                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
590                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
591                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
592                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
593                         if (vma->vm_ops)
594                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
595                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
596                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
597                         BUG();
598                 }
599
600                 /*
601                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
602                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
603                  * which increments mapcount after us but sets mapping
604                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
605                  * and remember that it's only reliable while mapped.
606                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
607                  * faster for those pages still in swapcache.
608                  */
609                 if (page_test_dirty(page)) {
610                         page_clear_dirty(page);
611                         set_page_dirty(page);
612                 }
613                 __dec_zone_page_state(page,
614                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
615         }
616 }
617
618 /*
619  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
620  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
621  */
622 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
623                                 int migration)
624 {
625         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
626         unsigned long address;
627         pte_t *pte;
628         pte_t pteval;
629         spinlock_t *ptl;
630         int ret = SWAP_AGAIN;
631
632         address = vma_address(page, vma);
633         if (address == -EFAULT)
634                 goto out;
635
636         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
637         if (!pte)
638                 goto out;
639
640         /*
641          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
642          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
643          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
644          */
645         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
646                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
647                 ret = SWAP_FAIL;
648                 goto out_unmap;
649         }
650
651         /* Nuke the page table entry. */
652         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
653         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
654
655         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
656         if (pte_dirty(pteval))
657                 set_page_dirty(page);
658
659         /* Update high watermark before we lower rss */
660         update_hiwater_rss(mm);
661
662         if (PageAnon(page)) {
663                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
664
665                 if (PageSwapCache(page)) {
666                         /*
667                          * Store the swap location in the pte.
668                          * See handle_pte_fault() ...
669                          */
670                         swap_duplicate(entry);
671                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
672                                 spin_lock(&mmlist_lock);
673                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
674                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
675                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
676                         }
677                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
678 #ifdef CONFIG_MIGRATION
679                 } else {
680                         /*
681                          * Store the pfn of the page in a special migration
682                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
683                          * pte is removed and then restart fault handling.
684                          */
685                         BUG_ON(!migration);
686                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
687 #endif
688                 }
689                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
690                 BUG_ON(pte_file(*pte));
691         } else
692 #ifdef CONFIG_MIGRATION
693         if (migration) {
694                 /* Establish migration entry for a file page */
695                 swp_entry_t entry;
696                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
697                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
698         } else
699 #endif
700                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
701
702
703         page_remove_rmap(page, vma);
704         page_cache_release(page);
705
706 out_unmap:
707         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
708 out:
709         return ret;
710 }
711
712 /*
713  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
714  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
715  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
716  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
717  *
718  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
719  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
720  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
721  * around the vma's virtual address space.
722  *
723  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
724  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
725  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
726  *
727  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
728  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
729  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
730  */
731 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
732 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
733
734 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
735         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
736 {
737         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
738         pgd_t *pgd;
739         pud_t *pud;
740         pmd_t *pmd;
741         pte_t *pte;
742         pte_t pteval;
743         spinlock_t *ptl;
744         struct page *page;
745         unsigned long address;
746         unsigned long end;
747
748         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
749         end = address + CLUSTER_SIZE;
750         if (address < vma->vm_start)
751                 address = vma->vm_start;
752         if (end > vma->vm_end)
753                 end = vma->vm_end;
754
755         pgd = pgd_offset(mm, address);
756         if (!pgd_present(*pgd))
757                 return;
758
759         pud = pud_offset(pgd, address);
760         if (!pud_present(*pud))
761                 return;
762
763         pmd = pmd_offset(pud, address);
764         if (!pmd_present(*pmd))
765                 return;
766
767         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
768
769         /* Update high watermark before we lower rss */
770         update_hiwater_rss(mm);
771
772         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
773                 if (!pte_present(*pte))
774                         continue;
775                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
776                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
777
778                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
779                         continue;
780
781                 /* Nuke the page table entry. */
782                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
783                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
784
785                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
786                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
787                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
788
789                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
790                 if (pte_dirty(pteval))
791                         set_page_dirty(page);
792
793                 page_remove_rmap(page, vma);
794                 page_cache_release(page);
795                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
796                 (*mapcount)--;
797         }
798         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
799 }
800
801 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
802 {
803         struct anon_vma *anon_vma;
804         struct vm_area_struct *vma;
805         int ret = SWAP_AGAIN;
806
807         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
808         if (!anon_vma)
809                 return ret;
810
811         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
812                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
813                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
814                         break;
815         }
816
817         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
818         return ret;
819 }
820
821 /**
822  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
823  * @page: the page to unmap
824  *
825  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
826  * contained in the address_space struct it points to.
827  *
828  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
829  */
830 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
831 {
832         struct address_space *mapping = page->mapping;
833         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
834         struct vm_area_struct *vma;
835         struct prio_tree_iter iter;
836         int ret = SWAP_AGAIN;
837         unsigned long cursor;
838         unsigned long max_nl_cursor = 0;
839         unsigned long max_nl_size = 0;
840         unsigned int mapcount;
841
842         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
843         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
844                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
845                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
846                         goto out;
847         }
848
849         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
850                 goto out;
851
852         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
853                                                 shared.vm_set.list) {
854                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
855                         continue;
856                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
857                 if (cursor > max_nl_cursor)
858                         max_nl_cursor = cursor;
859                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
860                 if (cursor > max_nl_size)
861                         max_nl_size = cursor;
862         }
863
864         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
865                 ret = SWAP_FAIL;
866                 goto out;
867         }
868
869         /*
870          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
871          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
872          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
873          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
874          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
875          */
876         mapcount = page_mapcount(page);
877         if (!mapcount)
878                 goto out;
879         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
880
881         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
882         if (max_nl_cursor == 0)
883                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
884
885         do {
886                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
887                                                 shared.vm_set.list) {
888                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
889                                 continue;
890                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
891                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
892                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
893                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
894                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
895                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
896                                 if ((int)mapcount <= 0)
897                                         goto out;
898                         }
899                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
900                 }
901                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
902                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
903         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
904
905         /*
906          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
907          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
908          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
909          */
910         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
911                 vma->vm_private_data = NULL;
912 out:
913         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
914         return ret;
915 }
916
917 /**
918  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
919  * @page: the page to get unmapped
920  *
921  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
922  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
923  * Return values are:
924  *
925  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
926  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
927  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
928  */
929 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
930 {
931         int ret;
932
933         BUG_ON(!PageLocked(page));
934
935         if (PageAnon(page))
936                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
937         else
938                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
939
940         if (!page_mapped(page))
941                 ret = SWAP_SUCCESS;
942         return ret;
943 }
944