[PATCH] adapt page_lock_anon_vma() to PREEMPT_RCU
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_lock
28  *         anon_vma->lock
29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
39  */
40
41 #include <linux/mm.h>
42 #include <linux/pagemap.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/init.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/rcupdate.h>
49 #include <linux/module.h>
50 #include <linux/kallsyms.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53
54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
55
56 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
57 {
58 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
59         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
60         struct vm_area_struct *vma;
61         unsigned int mapcount = 0;
62         int found = 0;
63
64         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
65                 mapcount++;
66                 BUG_ON(mapcount > 100000);
67                 if (vma == find_vma)
68                         found = 1;
69         }
70         BUG_ON(!found);
71 #endif
72 }
73
74 /* This must be called under the mmap_sem. */
75 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
76 {
77         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
78
79         might_sleep();
80         if (unlikely(!anon_vma)) {
81                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
82                 struct anon_vma *allocated, *locked;
83
84                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
85                 if (anon_vma) {
86                         allocated = NULL;
87                         locked = anon_vma;
88                         spin_lock(&locked->lock);
89                 } else {
90                         anon_vma = anon_vma_alloc();
91                         if (unlikely(!anon_vma))
92                                 return -ENOMEM;
93                         allocated = anon_vma;
94                         locked = NULL;
95                 }
96
97                 /* page_table_lock to protect against threads */
98                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
99                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
100                         vma->anon_vma = anon_vma;
101                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
102                         allocated = NULL;
103                 }
104                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
105
106                 if (locked)
107                         spin_unlock(&locked->lock);
108                 if (unlikely(allocated))
109                         anon_vma_free(allocated);
110         }
111         return 0;
112 }
113
114 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
115 {
116         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
117         list_del(&next->anon_vma_node);
118 }
119
120 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
121 {
122         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
123
124         if (anon_vma) {
125                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
126                 validate_anon_vma(vma);
127         }
128 }
129
130 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
131 {
132         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
133
134         if (anon_vma) {
135                 spin_lock(&anon_vma->lock);
136                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
137                 validate_anon_vma(vma);
138                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
139         }
140 }
141
142 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
143 {
144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
145         int empty;
146
147         if (!anon_vma)
148                 return;
149
150         spin_lock(&anon_vma->lock);
151         validate_anon_vma(vma);
152         list_del(&vma->anon_vma_node);
153
154         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
155         empty = list_empty(&anon_vma->head);
156         spin_unlock(&anon_vma->lock);
157
158         if (empty)
159                 anon_vma_free(anon_vma);
160 }
161
162 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
163                           unsigned long flags)
164 {
165         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
166                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
167                 struct anon_vma *anon_vma = data;
168
169                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
170                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
171         }
172 }
173
174 void __init anon_vma_init(void)
175 {
176         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
177                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
178 }
179
180 /*
181  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
182  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
183  */
184 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
185 {
186         struct anon_vma *anon_vma;
187         unsigned long anon_mapping;
188
189         rcu_read_lock();
190         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
191         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
192                 goto out;
193         if (!page_mapped(page))
194                 goto out;
195
196         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
197         spin_lock(&anon_vma->lock);
198         return anon_vma;
199 out:
200         rcu_read_unlock();
201         return NULL;
202 }
203
204 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
205 {
206         spin_unlock(&anon_vma->lock);
207         rcu_read_unlock();
208 }
209
210 /*
211  * At what user virtual address is page expected in vma?
212  */
213 static inline unsigned long
214 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
215 {
216         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
217         unsigned long address;
218
219         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
220         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
221                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
222                 BUG_ON(!PageAnon(page));
223                 return -EFAULT;
224         }
225         return address;
226 }
227
228 /*
229  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
230  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
231  */
232 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
233 {
234         if (PageAnon(page)) {
235                 if ((void *)vma->anon_vma !=
236                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
237                         return -EFAULT;
238         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
239                 if (!vma->vm_file ||
240                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
241                         return -EFAULT;
242         } else
243                 return -EFAULT;
244         return vma_address(page, vma);
245 }
246
247 /*
248  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
249  *
250  * On success returns with pte mapped and locked.
251  */
252 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
253                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
254 {
255         pgd_t *pgd;
256         pud_t *pud;
257         pmd_t *pmd;
258         pte_t *pte;
259         spinlock_t *ptl;
260
261         pgd = pgd_offset(mm, address);
262         if (!pgd_present(*pgd))
263                 return NULL;
264
265         pud = pud_offset(pgd, address);
266         if (!pud_present(*pud))
267                 return NULL;
268
269         pmd = pmd_offset(pud, address);
270         if (!pmd_present(*pmd))
271                 return NULL;
272
273         pte = pte_offset_map(pmd, address);
274         /* Make a quick check before getting the lock */
275         if (!pte_present(*pte)) {
276                 pte_unmap(pte);
277                 return NULL;
278         }
279
280         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
281         spin_lock(ptl);
282         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
283                 *ptlp = ptl;
284                 return pte;
285         }
286         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
287         return NULL;
288 }
289
290 /*
291  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
292  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
293  */
294 static int page_referenced_one(struct page *page,
295         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
296 {
297         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
298         unsigned long address;
299         pte_t *pte;
300         spinlock_t *ptl;
301         int referenced = 0;
302
303         address = vma_address(page, vma);
304         if (address == -EFAULT)
305                 goto out;
306
307         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
308         if (!pte)
309                 goto out;
310
311         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
312                 referenced++;
313
314         /* Pretend the page is referenced if the task has the
315            swap token and is in the middle of a page fault. */
316         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
317                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
318                 referenced++;
319
320         (*mapcount)--;
321         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
322 out:
323         return referenced;
324 }
325
326 static int page_referenced_anon(struct page *page)
327 {
328         unsigned int mapcount;
329         struct anon_vma *anon_vma;
330         struct vm_area_struct *vma;
331         int referenced = 0;
332
333         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
334         if (!anon_vma)
335                 return referenced;
336
337         mapcount = page_mapcount(page);
338         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
339                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
340                 if (!mapcount)
341                         break;
342         }
343
344         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
345         return referenced;
346 }
347
348 /**
349  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
350  * @page: the page we're checking references on.
351  *
352  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
353  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
354  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
355  * of references it found.
356  *
357  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
358  */
359 static int page_referenced_file(struct page *page)
360 {
361         unsigned int mapcount;
362         struct address_space *mapping = page->mapping;
363         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
364         struct vm_area_struct *vma;
365         struct prio_tree_iter iter;
366         int referenced = 0;
367
368         /*
369          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
370          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
371          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
372          */
373         BUG_ON(PageAnon(page));
374
375         /*
376          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
377          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
378          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
379          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
380          */
381         BUG_ON(!PageLocked(page));
382
383         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
384
385         /*
386          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
387          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
388          */
389         mapcount = page_mapcount(page);
390
391         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
392                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
393                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
394                         referenced++;
395                         break;
396                 }
397                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
398                 if (!mapcount)
399                         break;
400         }
401
402         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
403         return referenced;
404 }
405
406 /**
407  * page_referenced - test if the page was referenced
408  * @page: the page to test
409  * @is_locked: caller holds lock on the page
410  *
411  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
412  * returns the number of ptes which referenced the page.
413  */
414 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
415 {
416         int referenced = 0;
417
418         if (page_test_and_clear_young(page))
419                 referenced++;
420
421         if (TestClearPageReferenced(page))
422                 referenced++;
423
424         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
425                 if (PageAnon(page))
426                         referenced += page_referenced_anon(page);
427                 else if (is_locked)
428                         referenced += page_referenced_file(page);
429                 else if (TestSetPageLocked(page))
430                         referenced++;
431                 else {
432                         if (page->mapping)
433                                 referenced += page_referenced_file(page);
434                         unlock_page(page);
435                 }
436         }
437         return referenced;
438 }
439
440 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
441 {
442         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
443         unsigned long address;
444         pte_t *pte;
445         spinlock_t *ptl;
446         int ret = 0;
447
448         address = vma_address(page, vma);
449         if (address == -EFAULT)
450                 goto out;
451
452         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
453         if (!pte)
454                 goto out;
455
456         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
457                 pte_t entry;
458
459                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
460                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
461                 entry = pte_wrprotect(entry);
462                 entry = pte_mkclean(entry);
463                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
464                 lazy_mmu_prot_update(entry);
465                 ret = 1;
466         }
467
468         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
469 out:
470         return ret;
471 }
472
473 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
474 {
475         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
476         struct vm_area_struct *vma;
477         struct prio_tree_iter iter;
478         int ret = 0;
479
480         BUG_ON(PageAnon(page));
481
482         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
483         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
484                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
485                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
486         }
487         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
488         return ret;
489 }
490
491 int page_mkclean(struct page *page)
492 {
493         int ret = 0;
494
495         BUG_ON(!PageLocked(page));
496
497         if (page_mapped(page)) {
498                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
499                 if (mapping)
500                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
501         }
502         if (page_test_and_clear_dirty(page))
503                 ret = 1;
504
505         return ret;
506 }
507
508 /**
509  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
510  * @page:       the page to add the mapping to
511  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
512  * @address:    the user virtual address mapped
513  */
514 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
515         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
516 {
517         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
518
519         BUG_ON(!anon_vma);
520         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
521         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
522
523         page->index = linear_page_index(vma, address);
524
525         /*
526          * nr_mapped state can be updated without turning off
527          * interrupts because it is not modified via interrupt.
528          */
529         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
530 }
531
532 /**
533  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
534  * @page:       the page to add the mapping to
535  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
536  * @address:    the user virtual address mapped
537  *
538  * The caller needs to hold the pte lock.
539  */
540 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
541         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
542 {
543         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
544                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
545         /* else checking page index and mapping is racy */
546 }
547
548 /*
549  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
550  * @page:       the page to add the mapping to
551  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
552  * @address:    the user virtual address mapped
553  *
554  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
555  * This means the inc-and-test can be bypassed.
556  */
557 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
558         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
559 {
560         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
561         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
562 }
563
564 /**
565  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
566  * @page: the page to add the mapping to
567  *
568  * The caller needs to hold the pte lock.
569  */
570 void page_add_file_rmap(struct page *page)
571 {
572         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
573                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
574 }
575
576 /**
577  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
578  * @page: page to remove mapping from
579  *
580  * The caller needs to hold the pte lock.
581  */
582 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
583 {
584         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
585                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
586                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
587                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
588                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
589                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
590                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
591                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
592                         if (vma->vm_ops)
593                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
594                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
595                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
596                         BUG();
597                 }
598
599                 /*
600                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
601                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
602                  * which increments mapcount after us but sets mapping
603                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
604                  * and remember that it's only reliable while mapped.
605                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
606                  * faster for those pages still in swapcache.
607                  */
608                 if (page_test_and_clear_dirty(page))
609                         set_page_dirty(page);
610                 __dec_zone_page_state(page,
611                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
612         }
613 }
614
615 /*
616  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
617  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
618  */
619 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
620                                 int migration)
621 {
622         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
623         unsigned long address;
624         pte_t *pte;
625         pte_t pteval;
626         spinlock_t *ptl;
627         int ret = SWAP_AGAIN;
628
629         address = vma_address(page, vma);
630         if (address == -EFAULT)
631                 goto out;
632
633         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
634         if (!pte)
635                 goto out;
636
637         /*
638          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
639          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
640          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
641          */
642         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
643                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
644                 ret = SWAP_FAIL;
645                 goto out_unmap;
646         }
647
648         /* Nuke the page table entry. */
649         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
650         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
651
652         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
653         if (pte_dirty(pteval))
654                 set_page_dirty(page);
655
656         /* Update high watermark before we lower rss */
657         update_hiwater_rss(mm);
658
659         if (PageAnon(page)) {
660                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
661
662                 if (PageSwapCache(page)) {
663                         /*
664                          * Store the swap location in the pte.
665                          * See handle_pte_fault() ...
666                          */
667                         swap_duplicate(entry);
668                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
669                                 spin_lock(&mmlist_lock);
670                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
671                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
672                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
673                         }
674                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
675 #ifdef CONFIG_MIGRATION
676                 } else {
677                         /*
678                          * Store the pfn of the page in a special migration
679                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
680                          * pte is removed and then restart fault handling.
681                          */
682                         BUG_ON(!migration);
683                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
684 #endif
685                 }
686                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
687                 BUG_ON(pte_file(*pte));
688         } else
689 #ifdef CONFIG_MIGRATION
690         if (migration) {
691                 /* Establish migration entry for a file page */
692                 swp_entry_t entry;
693                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
694                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
695         } else
696 #endif
697                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
698
699
700         page_remove_rmap(page, vma);
701         page_cache_release(page);
702
703 out_unmap:
704         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
705 out:
706         return ret;
707 }
708
709 /*
710  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
711  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
712  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
713  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
714  *
715  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
716  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
717  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
718  * around the vma's virtual address space.
719  *
720  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
721  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
722  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
723  *
724  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
725  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
726  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
727  */
728 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
729 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
730
731 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
732         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
733 {
734         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
735         pgd_t *pgd;
736         pud_t *pud;
737         pmd_t *pmd;
738         pte_t *pte;
739         pte_t pteval;
740         spinlock_t *ptl;
741         struct page *page;
742         unsigned long address;
743         unsigned long end;
744
745         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
746         end = address + CLUSTER_SIZE;
747         if (address < vma->vm_start)
748                 address = vma->vm_start;
749         if (end > vma->vm_end)
750                 end = vma->vm_end;
751
752         pgd = pgd_offset(mm, address);
753         if (!pgd_present(*pgd))
754                 return;
755
756         pud = pud_offset(pgd, address);
757         if (!pud_present(*pud))
758                 return;
759
760         pmd = pmd_offset(pud, address);
761         if (!pmd_present(*pmd))
762                 return;
763
764         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
765
766         /* Update high watermark before we lower rss */
767         update_hiwater_rss(mm);
768
769         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
770                 if (!pte_present(*pte))
771                         continue;
772                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
773                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
774
775                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
776                         continue;
777
778                 /* Nuke the page table entry. */
779                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
780                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
781
782                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
783                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
784                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
785
786                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
787                 if (pte_dirty(pteval))
788                         set_page_dirty(page);
789
790                 page_remove_rmap(page, vma);
791                 page_cache_release(page);
792                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
793                 (*mapcount)--;
794         }
795         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
796 }
797
798 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
799 {
800         struct anon_vma *anon_vma;
801         struct vm_area_struct *vma;
802         int ret = SWAP_AGAIN;
803
804         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
805         if (!anon_vma)
806                 return ret;
807
808         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
809                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
810                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
811                         break;
812         }
813
814         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
815         return ret;
816 }
817
818 /**
819  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
820  * @page: the page to unmap
821  *
822  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
823  * contained in the address_space struct it points to.
824  *
825  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
826  */
827 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
828 {
829         struct address_space *mapping = page->mapping;
830         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
831         struct vm_area_struct *vma;
832         struct prio_tree_iter iter;
833         int ret = SWAP_AGAIN;
834         unsigned long cursor;
835         unsigned long max_nl_cursor = 0;
836         unsigned long max_nl_size = 0;
837         unsigned int mapcount;
838
839         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
840         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
841                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
842                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
843                         goto out;
844         }
845
846         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
847                 goto out;
848
849         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
850                                                 shared.vm_set.list) {
851                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
852                         continue;
853                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
854                 if (cursor > max_nl_cursor)
855                         max_nl_cursor = cursor;
856                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
857                 if (cursor > max_nl_size)
858                         max_nl_size = cursor;
859         }
860
861         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
862                 ret = SWAP_FAIL;
863                 goto out;
864         }
865
866         /*
867          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
868          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
869          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
870          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
871          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
872          */
873         mapcount = page_mapcount(page);
874         if (!mapcount)
875                 goto out;
876         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
877
878         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
879         if (max_nl_cursor == 0)
880                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
881
882         do {
883                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
884                                                 shared.vm_set.list) {
885                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
886                                 continue;
887                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
888                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
889                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
890                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
891                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
892                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
893                                 if ((int)mapcount <= 0)
894                                         goto out;
895                         }
896                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
897                 }
898                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
899                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
900         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
901
902         /*
903          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
904          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
905          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
906          */
907         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
908                 vma->vm_private_data = NULL;
909 out:
910         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
911         return ret;
912 }
913
914 /**
915  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
916  * @page: the page to get unmapped
917  *
918  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
919  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
920  * Return values are:
921  *
922  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
923  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
924  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
925  */
926 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
927 {
928         int ret;
929
930         BUG_ON(!PageLocked(page));
931
932         if (PageAnon(page))
933                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
934         else
935                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
936
937         if (!page_mapped(page))
938                 ret = SWAP_SUCCESS;
939         return ret;
940 }
941