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