stackprotector: better self-test
[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 #include <linux/memcontrol.h>
52
53 #include <asm/tlbflush.h>
54
55 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
56
57 /* This must be called under the mmap_sem. */
58 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
59 {
60         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
61
62         might_sleep();
63         if (unlikely(!anon_vma)) {
64                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
65                 struct anon_vma *allocated, *locked;
66
67                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
68                 if (anon_vma) {
69                         allocated = NULL;
70                         locked = anon_vma;
71                         spin_lock(&locked->lock);
72                 } else {
73                         anon_vma = anon_vma_alloc();
74                         if (unlikely(!anon_vma))
75                                 return -ENOMEM;
76                         allocated = anon_vma;
77                         locked = NULL;
78                 }
79
80                 /* page_table_lock to protect against threads */
81                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
82                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
83                         vma->anon_vma = anon_vma;
84                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
85                         allocated = NULL;
86                 }
87                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
88
89                 if (locked)
90                         spin_unlock(&locked->lock);
91                 if (unlikely(allocated))
92                         anon_vma_free(allocated);
93         }
94         return 0;
95 }
96
97 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
98 {
99         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
100         list_del(&next->anon_vma_node);
101 }
102
103 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
104 {
105         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
106
107         if (anon_vma)
108                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
109 }
110
111 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
112 {
113         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
114
115         if (anon_vma) {
116                 spin_lock(&anon_vma->lock);
117                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
118                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
119         }
120 }
121
122 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
123 {
124         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
125         int empty;
126
127         if (!anon_vma)
128                 return;
129
130         spin_lock(&anon_vma->lock);
131         list_del(&vma->anon_vma_node);
132
133         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
134         empty = list_empty(&anon_vma->head);
135         spin_unlock(&anon_vma->lock);
136
137         if (empty)
138                 anon_vma_free(anon_vma);
139 }
140
141 static void anon_vma_ctor(struct kmem_cache *cachep, void *data)
142 {
143         struct anon_vma *anon_vma = data;
144
145         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
146         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
147 }
148
149 void __init anon_vma_init(void)
150 {
151         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
152                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
153 }
154
155 /*
156  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
157  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
158  */
159 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
160 {
161         struct anon_vma *anon_vma;
162         unsigned long anon_mapping;
163
164         rcu_read_lock();
165         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
166         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
167                 goto out;
168         if (!page_mapped(page))
169                 goto out;
170
171         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
172         spin_lock(&anon_vma->lock);
173         return anon_vma;
174 out:
175         rcu_read_unlock();
176         return NULL;
177 }
178
179 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
180 {
181         spin_unlock(&anon_vma->lock);
182         rcu_read_unlock();
183 }
184
185 /*
186  * At what user virtual address is page expected in @vma?
187  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
188  * within the range mapped the @vma.
189  */
190 static inline unsigned long
191 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
192 {
193         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
194         unsigned long address;
195
196         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
197         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
198                 /* page should be within @vma mapping range */
199                 return -EFAULT;
200         }
201         return address;
202 }
203
204 /*
205  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
206  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
207  */
208 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
209 {
210         if (PageAnon(page)) {
211                 if ((void *)vma->anon_vma !=
212                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
213                         return -EFAULT;
214         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
215                 if (!vma->vm_file ||
216                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
217                         return -EFAULT;
218         } else
219                 return -EFAULT;
220         return vma_address(page, vma);
221 }
222
223 /*
224  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
225  *
226  * On success returns with pte mapped and locked.
227  */
228 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
229                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
230 {
231         pgd_t *pgd;
232         pud_t *pud;
233         pmd_t *pmd;
234         pte_t *pte;
235         spinlock_t *ptl;
236
237         pgd = pgd_offset(mm, address);
238         if (!pgd_present(*pgd))
239                 return NULL;
240
241         pud = pud_offset(pgd, address);
242         if (!pud_present(*pud))
243                 return NULL;
244
245         pmd = pmd_offset(pud, address);
246         if (!pmd_present(*pmd))
247                 return NULL;
248
249         pte = pte_offset_map(pmd, address);
250         /* Make a quick check before getting the lock */
251         if (!pte_present(*pte)) {
252                 pte_unmap(pte);
253                 return NULL;
254         }
255
256         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
257         spin_lock(ptl);
258         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
259                 *ptlp = ptl;
260                 return pte;
261         }
262         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
263         return NULL;
264 }
265
266 /*
267  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
268  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
269  */
270 static int page_referenced_one(struct page *page,
271         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
272 {
273         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
274         unsigned long address;
275         pte_t *pte;
276         spinlock_t *ptl;
277         int referenced = 0;
278
279         address = vma_address(page, vma);
280         if (address == -EFAULT)
281                 goto out;
282
283         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
284         if (!pte)
285                 goto out;
286
287         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
288                 referenced++;
289                 *mapcount = 1;  /* break early from loop */
290         } else if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
291                 referenced++;
292
293         /* Pretend the page is referenced if the task has the
294            swap token and is in the middle of a page fault. */
295         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
296                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
297                 referenced++;
298
299         (*mapcount)--;
300         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
301 out:
302         return referenced;
303 }
304
305 static int page_referenced_anon(struct page *page,
306                                 struct mem_cgroup *mem_cont)
307 {
308         unsigned int mapcount;
309         struct anon_vma *anon_vma;
310         struct vm_area_struct *vma;
311         int referenced = 0;
312
313         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
314         if (!anon_vma)
315                 return referenced;
316
317         mapcount = page_mapcount(page);
318         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
319                 /*
320                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
321                  * counting on behalf of references from different
322                  * cgroups
323                  */
324                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
325                         continue;
326                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
327                 if (!mapcount)
328                         break;
329         }
330
331         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
332         return referenced;
333 }
334
335 /**
336  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
337  * @page: the page we're checking references on.
338  * @mem_cont: target memory controller
339  *
340  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
341  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
342  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
343  * of references it found.
344  *
345  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
346  */
347 static int page_referenced_file(struct page *page,
348                                 struct mem_cgroup *mem_cont)
349 {
350         unsigned int mapcount;
351         struct address_space *mapping = page->mapping;
352         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
353         struct vm_area_struct *vma;
354         struct prio_tree_iter iter;
355         int referenced = 0;
356
357         /*
358          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
359          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
360          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
361          */
362         BUG_ON(PageAnon(page));
363
364         /*
365          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
366          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
367          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
368          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
369          */
370         BUG_ON(!PageLocked(page));
371
372         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
373
374         /*
375          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
376          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
377          */
378         mapcount = page_mapcount(page);
379
380         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
381                 /*
382                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
383                  * counting on behalf of references from different
384                  * cgroups
385                  */
386                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
387                         continue;
388                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
389                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
390                         referenced++;
391                         break;
392                 }
393                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
394                 if (!mapcount)
395                         break;
396         }
397
398         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
399         return referenced;
400 }
401
402 /**
403  * page_referenced - test if the page was referenced
404  * @page: the page to test
405  * @is_locked: caller holds lock on the page
406  * @mem_cont: target memory controller
407  *
408  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
409  * returns the number of ptes which referenced the page.
410  */
411 int page_referenced(struct page *page, int is_locked,
412                         struct mem_cgroup *mem_cont)
413 {
414         int referenced = 0;
415
416         if (TestClearPageReferenced(page))
417                 referenced++;
418
419         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
420                 if (PageAnon(page))
421                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont);
422                 else if (is_locked)
423                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont);
424                 else if (TestSetPageLocked(page))
425                         referenced++;
426                 else {
427                         if (page->mapping)
428                                 referenced +=
429                                         page_referenced_file(page, mem_cont);
430                         unlock_page(page);
431                 }
432         }
433
434         if (page_test_and_clear_young(page))
435                 referenced++;
436
437         return referenced;
438 }
439
440 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
441 {
442         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
443         unsigned long address;
444         pte_t *pte;
445         spinlock_t *ptl;
446         int ret = 0;
447
448         address = vma_address(page, vma);
449         if (address == -EFAULT)
450                 goto out;
451
452         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
453         if (!pte)
454                 goto out;
455
456         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
457                 pte_t entry;
458
459                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
460                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
461                 entry = pte_wrprotect(entry);
462                 entry = pte_mkclean(entry);
463                 set_pte_at(mm, address, pte, 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
507         return ret;
508 }
509 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
510
511 /**
512  * __page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
513  * @page:       the page to add the mapping to
514  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
515  * @address:    the user virtual address mapped
516  */
517 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
518         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
519 {
520         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
521
522         BUG_ON(!anon_vma);
523         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
524         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
525
526         page->index = linear_page_index(vma, address);
527
528         /*
529          * nr_mapped state can be updated without turning off
530          * interrupts because it is not modified via interrupt.
531          */
532         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
533 }
534
535 /**
536  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
537  * @page:       the page to add the mapping to
538  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
539  * @address:    the user virtual address mapped
540  */
541 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
542         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
543 {
544 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
545         /*
546          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
547          * be set up correctly at this point.
548          *
549          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
550          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
551          * in which case the page is already known to be setup.
552          *
553          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
554          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
555          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
556          */
557         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
558         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
559         BUG_ON(page->mapping != (struct address_space *)anon_vma);
560         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
561 #endif
562 }
563
564 /**
565  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
566  * @page:       the page to add the mapping to
567  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
568  * @address:    the user virtual address mapped
569  *
570  * The caller needs to hold the pte lock and the page must be locked.
571  */
572 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
573         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
574 {
575         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
576         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
577         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
578                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
579         else {
580                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
581                 /*
582                  * We unconditionally charged during prepare, we uncharge here
583                  * This takes care of balancing the reference counts
584                  */
585                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
586         }
587 }
588
589 /**
590  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
591  * @page:       the page to add the mapping to
592  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
593  * @address:    the user virtual address mapped
594  *
595  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
596  * This means the inc-and-test can be bypassed.
597  * Page does not have to be locked.
598  */
599 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
600         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
601 {
602         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
603         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
604         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
605 }
606
607 /**
608  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
609  * @page: the page to add the mapping to
610  *
611  * The caller needs to hold the pte lock.
612  */
613 void page_add_file_rmap(struct page *page)
614 {
615         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
616                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
617         else
618                 /*
619                  * We unconditionally charged during prepare, we uncharge here
620                  * This takes care of balancing the reference counts
621                  */
622                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
623 }
624
625 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
626 /**
627  * page_dup_rmap - duplicate pte mapping to a page
628  * @page:       the page to add the mapping to
629  * @vma:        the vm area being duplicated
630  * @address:    the user virtual address mapped
631  *
632  * For copy_page_range only: minimal extract from page_add_file_rmap /
633  * page_add_anon_rmap, avoiding unnecessary tests (already checked) so it's
634  * quicker.
635  *
636  * The caller needs to hold the pte lock.
637  */
638 void page_dup_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
639 {
640         BUG_ON(page_mapcount(page) == 0);
641         if (PageAnon(page))
642                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
643         atomic_inc(&page->_mapcount);
644 }
645 #endif
646
647 /**
648  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
649  * @page: page to remove mapping from
650  * @vma: the vm area in which the mapping is removed
651  *
652  * The caller needs to hold the pte lock.
653  */
654 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
655 {
656         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
657                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
658                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
659                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
660                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
661                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
662                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
663                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
664                         if (vma->vm_ops) {
665                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->fault = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->fault);
666                         }
667                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
668                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
669                         BUG();
670                 }
671
672                 /*
673                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
674                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
675                  * which increments mapcount after us but sets mapping
676                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
677                  * and remember that it's only reliable while mapped.
678                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
679                  * faster for those pages still in swapcache.
680                  */
681                 if (page_test_dirty(page)) {
682                         page_clear_dirty(page);
683                         set_page_dirty(page);
684                 }
685                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
686
687                 __dec_zone_page_state(page,
688                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
689         }
690 }
691
692 /*
693  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
694  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
695  */
696 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
697                                 int migration)
698 {
699         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
700         unsigned long address;
701         pte_t *pte;
702         pte_t pteval;
703         spinlock_t *ptl;
704         int ret = SWAP_AGAIN;
705
706         address = vma_address(page, vma);
707         if (address == -EFAULT)
708                 goto out;
709
710         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
711         if (!pte)
712                 goto out;
713
714         /*
715          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
716          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
717          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
718          */
719         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
720                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
721                 ret = SWAP_FAIL;
722                 goto out_unmap;
723         }
724
725         /* Nuke the page table entry. */
726         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
727         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
728
729         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
730         if (pte_dirty(pteval))
731                 set_page_dirty(page);
732
733         /* Update high watermark before we lower rss */
734         update_hiwater_rss(mm);
735
736         if (PageAnon(page)) {
737                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
738
739                 if (PageSwapCache(page)) {
740                         /*
741                          * Store the swap location in the pte.
742                          * See handle_pte_fault() ...
743                          */
744                         swap_duplicate(entry);
745                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
746                                 spin_lock(&mmlist_lock);
747                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
748                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
749                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
750                         }
751                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
752 #ifdef CONFIG_MIGRATION
753                 } else {
754                         /*
755                          * Store the pfn of the page in a special migration
756                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
757                          * pte is removed and then restart fault handling.
758                          */
759                         BUG_ON(!migration);
760                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
761 #endif
762                 }
763                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
764                 BUG_ON(pte_file(*pte));
765         } else
766 #ifdef CONFIG_MIGRATION
767         if (migration) {
768                 /* Establish migration entry for a file page */
769                 swp_entry_t entry;
770                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
771                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
772         } else
773 #endif
774                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
775
776
777         page_remove_rmap(page, vma);
778         page_cache_release(page);
779
780 out_unmap:
781         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
782 out:
783         return ret;
784 }
785
786 /*
787  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
788  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
789  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
790  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
791  *
792  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
793  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
794  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
795  * around the vma's virtual address space.
796  *
797  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
798  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
799  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
800  *
801  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
802  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
803  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
804  */
805 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
806 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
807
808 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
809         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
810 {
811         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
812         pgd_t *pgd;
813         pud_t *pud;
814         pmd_t *pmd;
815         pte_t *pte;
816         pte_t pteval;
817         spinlock_t *ptl;
818         struct page *page;
819         unsigned long address;
820         unsigned long end;
821
822         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
823         end = address + CLUSTER_SIZE;
824         if (address < vma->vm_start)
825                 address = vma->vm_start;
826         if (end > vma->vm_end)
827                 end = vma->vm_end;
828
829         pgd = pgd_offset(mm, address);
830         if (!pgd_present(*pgd))
831                 return;
832
833         pud = pud_offset(pgd, address);
834         if (!pud_present(*pud))
835                 return;
836
837         pmd = pmd_offset(pud, address);
838         if (!pmd_present(*pmd))
839                 return;
840
841         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
842
843         /* Update high watermark before we lower rss */
844         update_hiwater_rss(mm);
845
846         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
847                 if (!pte_present(*pte))
848                         continue;
849                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
850                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
851
852                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
853                         continue;
854
855                 /* Nuke the page table entry. */
856                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
857                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
858
859                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
860                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
861                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
862
863                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
864                 if (pte_dirty(pteval))
865                         set_page_dirty(page);
866
867                 page_remove_rmap(page, vma);
868                 page_cache_release(page);
869                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
870                 (*mapcount)--;
871         }
872         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
873 }
874
875 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
876 {
877         struct anon_vma *anon_vma;
878         struct vm_area_struct *vma;
879         int ret = SWAP_AGAIN;
880
881         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
882         if (!anon_vma)
883                 return ret;
884
885         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
886                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
887                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
888                         break;
889         }
890
891         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
892         return ret;
893 }
894
895 /**
896  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
897  * @page: the page to unmap
898  * @migration: migration flag
899  *
900  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
901  * contained in the address_space struct it points to.
902  *
903  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
904  */
905 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
906 {
907         struct address_space *mapping = page->mapping;
908         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
909         struct vm_area_struct *vma;
910         struct prio_tree_iter iter;
911         int ret = SWAP_AGAIN;
912         unsigned long cursor;
913         unsigned long max_nl_cursor = 0;
914         unsigned long max_nl_size = 0;
915         unsigned int mapcount;
916
917         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
918         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
919                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
920                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
921                         goto out;
922         }
923
924         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
925                 goto out;
926
927         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
928                                                 shared.vm_set.list) {
929                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
930                         continue;
931                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
932                 if (cursor > max_nl_cursor)
933                         max_nl_cursor = cursor;
934                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
935                 if (cursor > max_nl_size)
936                         max_nl_size = cursor;
937         }
938
939         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
940                 ret = SWAP_FAIL;
941                 goto out;
942         }
943
944         /*
945          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
946          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
947          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
948          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
949          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
950          */
951         mapcount = page_mapcount(page);
952         if (!mapcount)
953                 goto out;
954         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
955
956         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
957         if (max_nl_cursor == 0)
958                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
959
960         do {
961                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
962                                                 shared.vm_set.list) {
963                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
964                                 continue;
965                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
966                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
967                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
968                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
969                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
970                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
971                                 if ((int)mapcount <= 0)
972                                         goto out;
973                         }
974                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
975                 }
976                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
977                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
978         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
979
980         /*
981          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
982          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
983          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
984          */
985         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
986                 vma->vm_private_data = NULL;
987 out:
988         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
989         return ret;
990 }
991
992 /**
993  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
994  * @page: the page to get unmapped
995  * @migration: migration flag
996  *
997  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
998  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
999  * Return values are:
1000  *
1001  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1002  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1003  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1004  */
1005 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
1006 {
1007         int ret;
1008
1009         BUG_ON(!PageLocked(page));
1010
1011         if (PageAnon(page))
1012                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
1013         else
1014                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
1015
1016         if (!page_mapped(page))
1017                 ret = SWAP_SUCCESS;
1018         return ret;
1019 }
1020