[PATCH] Swapless page migration: add R/W migration entries
[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
25  *
26  * When a page fault occurs in writing from user to file, down_read
27  * of mmap_sem nests within i_mutex; in sys_msync, i_mutex nests within
28  * down_read of mmap_sem; i_mutex and down_write of mmap_sem are never
29  * taken together; in truncation, i_mutex is taken outermost.
30  *
31  * mm->mmap_sem
32  *   page->flags PG_locked (lock_page)
33  *     mapping->i_mmap_lock
34  *       anon_vma->lock
35  *         mm->page_table_lock or pte_lock
36  *           zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
37  *           swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
38  *             mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
39  *             mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
40  *             inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
41  *               sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
42  *               mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
43  *                         in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
44  *                         within inode_lock in __sync_single_inode)
45  */
46
47 #include <linux/mm.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/swapops.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/init.h>
53 #include <linux/rmap.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/module.h>
56
57 #include <asm/tlbflush.h>
58
59 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
60
61 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
62 {
63 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
64         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
65         struct vm_area_struct *vma;
66         unsigned int mapcount = 0;
67         int found = 0;
68
69         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
70                 mapcount++;
71                 BUG_ON(mapcount > 100000);
72                 if (vma == find_vma)
73                         found = 1;
74         }
75         BUG_ON(!found);
76 #endif
77 }
78
79 /* This must be called under the mmap_sem. */
80 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
81 {
82         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
83
84         might_sleep();
85         if (unlikely(!anon_vma)) {
86                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
87                 struct anon_vma *allocated, *locked;
88
89                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
90                 if (anon_vma) {
91                         allocated = NULL;
92                         locked = anon_vma;
93                         spin_lock(&locked->lock);
94                 } else {
95                         anon_vma = anon_vma_alloc();
96                         if (unlikely(!anon_vma))
97                                 return -ENOMEM;
98                         allocated = anon_vma;
99                         locked = NULL;
100                 }
101
102                 /* page_table_lock to protect against threads */
103                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
104                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
105                         vma->anon_vma = anon_vma;
106                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
107                         allocated = NULL;
108                 }
109                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
110
111                 if (locked)
112                         spin_unlock(&locked->lock);
113                 if (unlikely(allocated))
114                         anon_vma_free(allocated);
115         }
116         return 0;
117 }
118
119 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
120 {
121         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
122         list_del(&next->anon_vma_node);
123 }
124
125 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
126 {
127         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
128
129         if (anon_vma) {
130                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
131                 validate_anon_vma(vma);
132         }
133 }
134
135 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
136 {
137         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
138
139         if (anon_vma) {
140                 spin_lock(&anon_vma->lock);
141                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
142                 validate_anon_vma(vma);
143                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
144         }
145 }
146
147 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
148 {
149         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
150         int empty;
151
152         if (!anon_vma)
153                 return;
154
155         spin_lock(&anon_vma->lock);
156         validate_anon_vma(vma);
157         list_del(&vma->anon_vma_node);
158
159         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
160         empty = list_empty(&anon_vma->head);
161         spin_unlock(&anon_vma->lock);
162
163         if (empty)
164                 anon_vma_free(anon_vma);
165 }
166
167 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
168                           unsigned long flags)
169 {
170         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
171                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
172                 struct anon_vma *anon_vma = data;
173
174                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
175                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
176         }
177 }
178
179 void __init anon_vma_init(void)
180 {
181         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
182                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
183 }
184
185 /*
186  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
187  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
188  */
189 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
190 {
191         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
192         unsigned long anon_mapping;
193
194         rcu_read_lock();
195         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
196         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
197                 goto out;
198         if (!page_mapped(page))
199                 goto out;
200
201         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
202         spin_lock(&anon_vma->lock);
203 out:
204         rcu_read_unlock();
205         return anon_vma;
206 }
207
208 #ifdef CONFIG_MIGRATION
209 /*
210  * Remove an anonymous page from swap replacing the swap pte's
211  * through real pte's pointing to valid pages and then releasing
212  * the page from the swap cache.
213  *
214  * Must hold page lock on page and mmap_sem of one vma that contains
215  * the page.
216  */
217 void remove_from_swap(struct page *page)
218 {
219         struct anon_vma *anon_vma;
220         struct vm_area_struct *vma;
221         unsigned long mapping;
222
223         if (!PageSwapCache(page))
224                 return;
225
226         mapping = (unsigned long)page->mapping;
227
228         if (!mapping || (mapping & PAGE_MAPPING_ANON) == 0)
229                 return;
230
231         /*
232          * We hold the mmap_sem lock. So no need to call page_lock_anon_vma.
233          */
234         anon_vma = (struct anon_vma *) (mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
235         spin_lock(&anon_vma->lock);
236
237         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node)
238                 remove_vma_swap(vma, page);
239
240         spin_unlock(&anon_vma->lock);
241         delete_from_swap_cache(page);
242 }
243 EXPORT_SYMBOL(remove_from_swap);
244 #endif
245
246 /*
247  * At what user virtual address is page expected in vma?
248  */
249 static inline unsigned long
250 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
251 {
252         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
253         unsigned long address;
254
255         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
256         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
257                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
258                 BUG_ON(!PageAnon(page));
259                 return -EFAULT;
260         }
261         return address;
262 }
263
264 /*
265  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
266  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
267  */
268 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
269 {
270         if (PageAnon(page)) {
271                 if ((void *)vma->anon_vma !=
272                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
273                         return -EFAULT;
274         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
275                 if (!vma->vm_file ||
276                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
277                         return -EFAULT;
278         } else
279                 return -EFAULT;
280         return vma_address(page, vma);
281 }
282
283 /*
284  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
285  *
286  * On success returns with pte mapped and locked.
287  */
288 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
289                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
290 {
291         pgd_t *pgd;
292         pud_t *pud;
293         pmd_t *pmd;
294         pte_t *pte;
295         spinlock_t *ptl;
296
297         pgd = pgd_offset(mm, address);
298         if (!pgd_present(*pgd))
299                 return NULL;
300
301         pud = pud_offset(pgd, address);
302         if (!pud_present(*pud))
303                 return NULL;
304
305         pmd = pmd_offset(pud, address);
306         if (!pmd_present(*pmd))
307                 return NULL;
308
309         pte = pte_offset_map(pmd, address);
310         /* Make a quick check before getting the lock */
311         if (!pte_present(*pte)) {
312                 pte_unmap(pte);
313                 return NULL;
314         }
315
316         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
317         spin_lock(ptl);
318         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
319                 *ptlp = ptl;
320                 return pte;
321         }
322         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
323         return NULL;
324 }
325
326 /*
327  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
328  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
329  */
330 static int page_referenced_one(struct page *page,
331         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
332 {
333         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
334         unsigned long address;
335         pte_t *pte;
336         spinlock_t *ptl;
337         int referenced = 0;
338
339         address = vma_address(page, vma);
340         if (address == -EFAULT)
341                 goto out;
342
343         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
344         if (!pte)
345                 goto out;
346
347         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
348                 referenced++;
349
350         /* Pretend the page is referenced if the task has the
351            swap token and is in the middle of a page fault. */
352         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
353                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
354                 referenced++;
355
356         (*mapcount)--;
357         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
358 out:
359         return referenced;
360 }
361
362 static int page_referenced_anon(struct page *page)
363 {
364         unsigned int mapcount;
365         struct anon_vma *anon_vma;
366         struct vm_area_struct *vma;
367         int referenced = 0;
368
369         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
370         if (!anon_vma)
371                 return referenced;
372
373         mapcount = page_mapcount(page);
374         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
375                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
376                 if (!mapcount)
377                         break;
378         }
379         spin_unlock(&anon_vma->lock);
380         return referenced;
381 }
382
383 /**
384  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
385  * @page: the page we're checking references on.
386  *
387  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
388  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
389  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
390  * of references it found.
391  *
392  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
393  */
394 static int page_referenced_file(struct page *page)
395 {
396         unsigned int mapcount;
397         struct address_space *mapping = page->mapping;
398         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
399         struct vm_area_struct *vma;
400         struct prio_tree_iter iter;
401         int referenced = 0;
402
403         /*
404          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
405          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
406          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
407          */
408         BUG_ON(PageAnon(page));
409
410         /*
411          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
412          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
413          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
414          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
415          */
416         BUG_ON(!PageLocked(page));
417
418         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
419
420         /*
421          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
422          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
423          */
424         mapcount = page_mapcount(page);
425
426         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
427                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
428                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
429                         referenced++;
430                         break;
431                 }
432                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
433                 if (!mapcount)
434                         break;
435         }
436
437         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
438         return referenced;
439 }
440
441 /**
442  * page_referenced - test if the page was referenced
443  * @page: the page to test
444  * @is_locked: caller holds lock on the page
445  *
446  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
447  * returns the number of ptes which referenced the page.
448  */
449 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
450 {
451         int referenced = 0;
452
453         if (page_test_and_clear_young(page))
454                 referenced++;
455
456         if (TestClearPageReferenced(page))
457                 referenced++;
458
459         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
460                 if (PageAnon(page))
461                         referenced += page_referenced_anon(page);
462                 else if (is_locked)
463                         referenced += page_referenced_file(page);
464                 else if (TestSetPageLocked(page))
465                         referenced++;
466                 else {
467                         if (page->mapping)
468                                 referenced += page_referenced_file(page);
469                         unlock_page(page);
470                 }
471         }
472         return referenced;
473 }
474
475 /**
476  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
477  * @page:       the page to add the mapping to
478  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
479  * @address:    the user virtual address mapped
480  */
481 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
482         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
483 {
484         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
485
486         BUG_ON(!anon_vma);
487         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
488         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
489
490         page->index = linear_page_index(vma, address);
491
492         /*
493          * nr_mapped state can be updated without turning off
494          * interrupts because it is not modified via interrupt.
495          */
496         __inc_page_state(nr_mapped);
497 }
498
499 /**
500  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
501  * @page:       the page to add the mapping to
502  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
503  * @address:    the user virtual address mapped
504  *
505  * The caller needs to hold the pte lock.
506  */
507 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
508         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
509 {
510         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
511                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
512         /* else checking page index and mapping is racy */
513 }
514
515 /*
516  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
517  * @page:       the page to add the mapping to
518  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
519  * @address:    the user virtual address mapped
520  *
521  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
522  * This means the inc-and-test can be bypassed.
523  */
524 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
525         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
526 {
527         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
528         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
529 }
530
531 /**
532  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
533  * @page: the page to add the mapping to
534  *
535  * The caller needs to hold the pte lock.
536  */
537 void page_add_file_rmap(struct page *page)
538 {
539         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
540                 __inc_page_state(nr_mapped);
541 }
542
543 /**
544  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
545  * @page: page to remove mapping from
546  *
547  * The caller needs to hold the pte lock.
548  */
549 void page_remove_rmap(struct page *page)
550 {
551         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
552 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
553                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
554                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
555                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
556                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
557                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
558                 }
559 #endif
560                 BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
561                 /*
562                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
563                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
564                  * which increments mapcount after us but sets mapping
565                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
566                  * and remember that it's only reliable while mapped.
567                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
568                  * faster for those pages still in swapcache.
569                  */
570                 if (page_test_and_clear_dirty(page))
571                         set_page_dirty(page);
572                 __dec_page_state(nr_mapped);
573         }
574 }
575
576 /*
577  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
578  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
579  */
580 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
581                                 int migration)
582 {
583         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
584         unsigned long address;
585         pte_t *pte;
586         pte_t pteval;
587         spinlock_t *ptl;
588         int ret = SWAP_AGAIN;
589
590         address = vma_address(page, vma);
591         if (address == -EFAULT)
592                 goto out;
593
594         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
595         if (!pte)
596                 goto out;
597
598         /*
599          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
600          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
601          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
602          */
603         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
604                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)
605                                 && !migration)) {
606                 ret = SWAP_FAIL;
607                 goto out_unmap;
608         }
609
610         /* Nuke the page table entry. */
611         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
612         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
613
614         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
615         if (pte_dirty(pteval))
616                 set_page_dirty(page);
617
618         /* Update high watermark before we lower rss */
619         update_hiwater_rss(mm);
620
621         if (PageAnon(page)) {
622                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
623
624                 if (PageSwapCache(page)) {
625                         /*
626                          * Store the swap location in the pte.
627                          * See handle_pte_fault() ...
628                          */
629                         swap_duplicate(entry);
630                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
631                                 spin_lock(&mmlist_lock);
632                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
633                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
634                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
635                         }
636                 } else {
637                         /*
638                          * Store the pfn of the page in a special migration
639                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
640                          * pte is removed and then restart fault handling.
641                          */
642                         BUG_ON(!migration);
643                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
644                 }
645                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
646                 BUG_ON(pte_file(*pte));
647                 dec_mm_counter(mm, anon_rss);
648         } else
649                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
650
651         page_remove_rmap(page);
652         page_cache_release(page);
653
654 out_unmap:
655         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
656 out:
657         return ret;
658 }
659
660 /*
661  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
662  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
663  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
664  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
665  *
666  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
667  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
668  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
669  * around the vma's virtual address space.
670  *
671  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
672  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
673  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
674  *
675  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
676  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
677  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
678  */
679 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
680 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
681
682 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
683         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
684 {
685         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
686         pgd_t *pgd;
687         pud_t *pud;
688         pmd_t *pmd;
689         pte_t *pte;
690         pte_t pteval;
691         spinlock_t *ptl;
692         struct page *page;
693         unsigned long address;
694         unsigned long end;
695
696         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
697         end = address + CLUSTER_SIZE;
698         if (address < vma->vm_start)
699                 address = vma->vm_start;
700         if (end > vma->vm_end)
701                 end = vma->vm_end;
702
703         pgd = pgd_offset(mm, address);
704         if (!pgd_present(*pgd))
705                 return;
706
707         pud = pud_offset(pgd, address);
708         if (!pud_present(*pud))
709                 return;
710
711         pmd = pmd_offset(pud, address);
712         if (!pmd_present(*pmd))
713                 return;
714
715         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
716
717         /* Update high watermark before we lower rss */
718         update_hiwater_rss(mm);
719
720         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
721                 if (!pte_present(*pte))
722                         continue;
723                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
724                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
725
726                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
727                         continue;
728
729                 /* Nuke the page table entry. */
730                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
731                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
732
733                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
734                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
735                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
736
737                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
738                 if (pte_dirty(pteval))
739                         set_page_dirty(page);
740
741                 page_remove_rmap(page);
742                 page_cache_release(page);
743                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
744                 (*mapcount)--;
745         }
746         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
747 }
748
749 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
750 {
751         struct anon_vma *anon_vma;
752         struct vm_area_struct *vma;
753         int ret = SWAP_AGAIN;
754
755         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
756         if (!anon_vma)
757                 return ret;
758
759         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
760                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
761                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
762                         break;
763         }
764         spin_unlock(&anon_vma->lock);
765         return ret;
766 }
767
768 /**
769  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
770  * @page: the page to unmap
771  *
772  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
773  * contained in the address_space struct it points to.
774  *
775  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
776  */
777 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
778 {
779         struct address_space *mapping = page->mapping;
780         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
781         struct vm_area_struct *vma;
782         struct prio_tree_iter iter;
783         int ret = SWAP_AGAIN;
784         unsigned long cursor;
785         unsigned long max_nl_cursor = 0;
786         unsigned long max_nl_size = 0;
787         unsigned int mapcount;
788
789         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
790         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
791                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
792                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
793                         goto out;
794         }
795
796         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
797                 goto out;
798
799         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
800                                                 shared.vm_set.list) {
801                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
802                         continue;
803                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
804                 if (cursor > max_nl_cursor)
805                         max_nl_cursor = cursor;
806                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
807                 if (cursor > max_nl_size)
808                         max_nl_size = cursor;
809         }
810
811         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
812                 ret = SWAP_FAIL;
813                 goto out;
814         }
815
816         /*
817          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
818          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
819          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
820          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
821          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
822          */
823         mapcount = page_mapcount(page);
824         if (!mapcount)
825                 goto out;
826         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
827
828         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
829         if (max_nl_cursor == 0)
830                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
831
832         do {
833                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
834                                                 shared.vm_set.list) {
835                         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
836                                 continue;
837                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
838                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
839                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
840                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
841                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
842                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
843                                 if ((int)mapcount <= 0)
844                                         goto out;
845                         }
846                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
847                 }
848                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
849                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
850         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
851
852         /*
853          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
854          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
855          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
856          */
857         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
858                 vma->vm_private_data = NULL;
859 out:
860         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
861         return ret;
862 }
863
864 /**
865  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
866  * @page: the page to get unmapped
867  *
868  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
869  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
870  * Return values are:
871  *
872  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
873  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
874  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
875  */
876 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
877 {
878         int ret;
879
880         BUG_ON(!PageLocked(page));
881
882         if (PageAnon(page))
883                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
884         else
885                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
886
887         if (!page_mapped(page))
888                 ret = SWAP_SUCCESS;
889         return ret;
890 }
891