mm: rename page trylock
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_lock
28  *         anon_vma->lock
29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
39  */
40
41 #include <linux/mm.h>
42 #include <linux/pagemap.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/init.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/rcupdate.h>
49 #include <linux/module.h>
50 #include <linux/kallsyms.h>
51 #include <linux/memcontrol.h>
52 #include <linux/mmu_notifier.h>
53
54 #include <asm/tlbflush.h>
55
56 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
57
58 /* This must be called under the mmap_sem. */
59 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
60 {
61         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
62
63         might_sleep();
64         if (unlikely(!anon_vma)) {
65                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
66                 struct anon_vma *allocated, *locked;
67
68                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
69                 if (anon_vma) {
70                         allocated = NULL;
71                         locked = anon_vma;
72                         spin_lock(&locked->lock);
73                 } else {
74                         anon_vma = anon_vma_alloc();
75                         if (unlikely(!anon_vma))
76                                 return -ENOMEM;
77                         allocated = anon_vma;
78                         locked = NULL;
79                 }
80
81                 /* page_table_lock to protect against threads */
82                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
83                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
84                         vma->anon_vma = anon_vma;
85                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
86                         allocated = NULL;
87                 }
88                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
89
90                 if (locked)
91                         spin_unlock(&locked->lock);
92                 if (unlikely(allocated))
93                         anon_vma_free(allocated);
94         }
95         return 0;
96 }
97
98 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
99 {
100         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
101         list_del(&next->anon_vma_node);
102 }
103
104 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
105 {
106         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
107
108         if (anon_vma)
109                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
110 }
111
112 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
113 {
114         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
115
116         if (anon_vma) {
117                 spin_lock(&anon_vma->lock);
118                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
119                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
120         }
121 }
122
123 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
124 {
125         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
126         int empty;
127
128         if (!anon_vma)
129                 return;
130
131         spin_lock(&anon_vma->lock);
132         list_del(&vma->anon_vma_node);
133
134         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
135         empty = list_empty(&anon_vma->head);
136         spin_unlock(&anon_vma->lock);
137
138         if (empty)
139                 anon_vma_free(anon_vma);
140 }
141
142 static void anon_vma_ctor(void *data)
143 {
144         struct anon_vma *anon_vma = data;
145
146         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
147         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
148 }
149
150 void __init anon_vma_init(void)
151 {
152         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
153                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
154 }
155
156 /*
157  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
158  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
159  */
160 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
161 {
162         struct anon_vma *anon_vma;
163         unsigned long anon_mapping;
164
165         rcu_read_lock();
166         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
167         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
168                 goto out;
169         if (!page_mapped(page))
170                 goto out;
171
172         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
173         spin_lock(&anon_vma->lock);
174         return anon_vma;
175 out:
176         rcu_read_unlock();
177         return NULL;
178 }
179
180 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
181 {
182         spin_unlock(&anon_vma->lock);
183         rcu_read_unlock();
184 }
185
186 /*
187  * At what user virtual address is page expected in @vma?
188  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
189  * within the range mapped the @vma.
190  */
191 static inline unsigned long
192 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
193 {
194         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
195         unsigned long address;
196
197         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
198         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
199                 /* page should be within @vma mapping range */
200                 return -EFAULT;
201         }
202         return address;
203 }
204
205 /*
206  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
207  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
208  */
209 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
210 {
211         if (PageAnon(page)) {
212                 if ((void *)vma->anon_vma !=
213                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
214                         return -EFAULT;
215         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
216                 if (!vma->vm_file ||
217                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
218                         return -EFAULT;
219         } else
220                 return -EFAULT;
221         return vma_address(page, vma);
222 }
223
224 /*
225  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
226  *
227  * On success returns with pte mapped and locked.
228  */
229 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
230                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
231 {
232         pgd_t *pgd;
233         pud_t *pud;
234         pmd_t *pmd;
235         pte_t *pte;
236         spinlock_t *ptl;
237
238         pgd = pgd_offset(mm, address);
239         if (!pgd_present(*pgd))
240                 return NULL;
241
242         pud = pud_offset(pgd, address);
243         if (!pud_present(*pud))
244                 return NULL;
245
246         pmd = pmd_offset(pud, address);
247         if (!pmd_present(*pmd))
248                 return NULL;
249
250         pte = pte_offset_map(pmd, address);
251         /* Make a quick check before getting the lock */
252         if (!pte_present(*pte)) {
253                 pte_unmap(pte);
254                 return NULL;
255         }
256
257         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
258         spin_lock(ptl);
259         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
260                 *ptlp = ptl;
261                 return pte;
262         }
263         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
264         return NULL;
265 }
266
267 /*
268  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
269  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
270  */
271 static int page_referenced_one(struct page *page,
272         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
273 {
274         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
275         unsigned long address;
276         pte_t *pte;
277         spinlock_t *ptl;
278         int referenced = 0;
279
280         address = vma_address(page, vma);
281         if (address == -EFAULT)
282                 goto out;
283
284         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
285         if (!pte)
286                 goto out;
287
288         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
289                 referenced++;
290                 *mapcount = 1;  /* break early from loop */
291         } else if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
292                 referenced++;
293
294         /* Pretend the page is referenced if the task has the
295            swap token and is in the middle of a page fault. */
296         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
297                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
298                 referenced++;
299
300         (*mapcount)--;
301         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
302 out:
303         return referenced;
304 }
305
306 static int page_referenced_anon(struct page *page,
307                                 struct mem_cgroup *mem_cont)
308 {
309         unsigned int mapcount;
310         struct anon_vma *anon_vma;
311         struct vm_area_struct *vma;
312         int referenced = 0;
313
314         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
315         if (!anon_vma)
316                 return referenced;
317
318         mapcount = page_mapcount(page);
319         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
320                 /*
321                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
322                  * counting on behalf of references from different
323                  * cgroups
324                  */
325                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
326                         continue;
327                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
328                 if (!mapcount)
329                         break;
330         }
331
332         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
333         return referenced;
334 }
335
336 /**
337  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
338  * @page: the page we're checking references on.
339  * @mem_cont: target memory controller
340  *
341  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
342  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
343  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
344  * of references it found.
345  *
346  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
347  */
348 static int page_referenced_file(struct page *page,
349                                 struct mem_cgroup *mem_cont)
350 {
351         unsigned int mapcount;
352         struct address_space *mapping = page->mapping;
353         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
354         struct vm_area_struct *vma;
355         struct prio_tree_iter iter;
356         int referenced = 0;
357
358         /*
359          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
360          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
361          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
362          */
363         BUG_ON(PageAnon(page));
364
365         /*
366          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
367          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
368          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
369          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
370          */
371         BUG_ON(!PageLocked(page));
372
373         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
374
375         /*
376          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
377          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
378          */
379         mapcount = page_mapcount(page);
380
381         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
382                 /*
383                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
384                  * counting on behalf of references from different
385                  * cgroups
386                  */
387                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
388                         continue;
389                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
390                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
391                         referenced++;
392                         break;
393                 }
394                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
395                 if (!mapcount)
396                         break;
397         }
398
399         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
400         return referenced;
401 }
402
403 /**
404  * page_referenced - test if the page was referenced
405  * @page: the page to test
406  * @is_locked: caller holds lock on the page
407  * @mem_cont: target memory controller
408  *
409  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
410  * returns the number of ptes which referenced the page.
411  */
412 int page_referenced(struct page *page, int is_locked,
413                         struct mem_cgroup *mem_cont)
414 {
415         int referenced = 0;
416
417         if (TestClearPageReferenced(page))
418                 referenced++;
419
420         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
421                 if (PageAnon(page))
422                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont);
423                 else if (is_locked)
424                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont);
425                 else if (!trylock_page(page))
426                         referenced++;
427                 else {
428                         if (page->mapping)
429                                 referenced +=
430                                         page_referenced_file(page, mem_cont);
431                         unlock_page(page);
432                 }
433         }
434
435         if (page_test_and_clear_young(page))
436                 referenced++;
437
438         return referenced;
439 }
440
441 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
442 {
443         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
444         unsigned long address;
445         pte_t *pte;
446         spinlock_t *ptl;
447         int ret = 0;
448
449         address = vma_address(page, vma);
450         if (address == -EFAULT)
451                 goto out;
452
453         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
454         if (!pte)
455                 goto out;
456
457         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
458                 pte_t entry;
459
460                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
461                 entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
462                 entry = pte_wrprotect(entry);
463                 entry = pte_mkclean(entry);
464                 set_pte_at(mm, address, pte, 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                         if (page_test_dirty(page)) {
502                                 page_clear_dirty(page);
503                                 ret = 1;
504                         }
505                 }
506         }
507
508         return ret;
509 }
510 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
511
512 /**
513  * __page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
514  * @page:       the page to add the mapping to
515  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
516  * @address:    the user virtual address mapped
517  */
518 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
519         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
520 {
521         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
522
523         BUG_ON(!anon_vma);
524         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
525         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
526
527         page->index = linear_page_index(vma, address);
528
529         /*
530          * nr_mapped state can be updated without turning off
531          * interrupts because it is not modified via interrupt.
532          */
533         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
534 }
535
536 /**
537  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
538  * @page:       the page to add the mapping to
539  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
540  * @address:    the user virtual address mapped
541  */
542 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
543         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
544 {
545 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
546         /*
547          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
548          * be set up correctly at this point.
549          *
550          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
551          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
552          * in which case the page is already known to be setup.
553          *
554          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
555          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
556          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
557          */
558         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
559         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
560         BUG_ON(page->mapping != (struct address_space *)anon_vma);
561         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
562 #endif
563 }
564
565 /**
566  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
567  * @page:       the page to add the mapping to
568  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
569  * @address:    the user virtual address mapped
570  *
571  * The caller needs to hold the pte lock and the page must be locked.
572  */
573 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
574         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
575 {
576         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
577         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
578         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
579                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
580         else
581                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
582 }
583
584 /**
585  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
586  * @page:       the page to add the mapping to
587  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
588  * @address:    the user virtual address mapped
589  *
590  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
591  * This means the inc-and-test can be bypassed.
592  * Page does not have to be locked.
593  */
594 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
595         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
596 {
597         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
598         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
599         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
600 }
601
602 /**
603  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
604  * @page: the page to add the mapping to
605  *
606  * The caller needs to hold the pte lock.
607  */
608 void page_add_file_rmap(struct page *page)
609 {
610         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
611                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
612 }
613
614 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
615 /**
616  * page_dup_rmap - duplicate pte mapping to a page
617  * @page:       the page to add the mapping to
618  * @vma:        the vm area being duplicated
619  * @address:    the user virtual address mapped
620  *
621  * For copy_page_range only: minimal extract from page_add_file_rmap /
622  * page_add_anon_rmap, avoiding unnecessary tests (already checked) so it's
623  * quicker.
624  *
625  * The caller needs to hold the pte lock.
626  */
627 void page_dup_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
628 {
629         BUG_ON(page_mapcount(page) == 0);
630         if (PageAnon(page))
631                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
632         atomic_inc(&page->_mapcount);
633 }
634 #endif
635
636 /**
637  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
638  * @page: page to remove mapping from
639  * @vma: the vm area in which the mapping is removed
640  *
641  * The caller needs to hold the pte lock.
642  */
643 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
644 {
645         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
646                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
647                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
648                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
649                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
650                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
651                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
652                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
653                         if (vma->vm_ops) {
654                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->fault = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->fault);
655                         }
656                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
657                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
658                         BUG();
659                 }
660
661                 /*
662                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
663                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
664                  * which increments mapcount after us but sets mapping
665                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
666                  * and remember that it's only reliable while mapped.
667                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
668                  * faster for those pages still in swapcache.
669                  */
670                 if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) &&
671                     page_test_dirty(page)) {
672                         page_clear_dirty(page);
673                         set_page_dirty(page);
674                 }
675                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
676
677                 __dec_zone_page_state(page,
678                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
679         }
680 }
681
682 /*
683  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
684  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
685  */
686 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
687                                 int migration)
688 {
689         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
690         unsigned long address;
691         pte_t *pte;
692         pte_t pteval;
693         spinlock_t *ptl;
694         int ret = SWAP_AGAIN;
695
696         address = vma_address(page, vma);
697         if (address == -EFAULT)
698                 goto out;
699
700         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
701         if (!pte)
702                 goto out;
703
704         /*
705          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
706          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
707          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
708          */
709         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
710                         (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)))) {
711                 ret = SWAP_FAIL;
712                 goto out_unmap;
713         }
714
715         /* Nuke the page table entry. */
716         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
717         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
718
719         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
720         if (pte_dirty(pteval))
721                 set_page_dirty(page);
722
723         /* Update high watermark before we lower rss */
724         update_hiwater_rss(mm);
725
726         if (PageAnon(page)) {
727                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
728
729                 if (PageSwapCache(page)) {
730                         /*
731                          * Store the swap location in the pte.
732                          * See handle_pte_fault() ...
733                          */
734                         swap_duplicate(entry);
735                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
736                                 spin_lock(&mmlist_lock);
737                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
738                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
739                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
740                         }
741                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
742 #ifdef CONFIG_MIGRATION
743                 } else {
744                         /*
745                          * Store the pfn of the page in a special migration
746                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
747                          * pte is removed and then restart fault handling.
748                          */
749                         BUG_ON(!migration);
750                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
751 #endif
752                 }
753                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
754                 BUG_ON(pte_file(*pte));
755         } else
756 #ifdef CONFIG_MIGRATION
757         if (migration) {
758                 /* Establish migration entry for a file page */
759                 swp_entry_t entry;
760                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
761                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
762         } else
763 #endif
764                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
765
766
767         page_remove_rmap(page, vma);
768         page_cache_release(page);
769
770 out_unmap:
771         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
772 out:
773         return ret;
774 }
775
776 /*
777  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
778  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
779  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
780  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
781  *
782  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
783  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
784  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
785  * around the vma's virtual address space.
786  *
787  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
788  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
789  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
790  *
791  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
792  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
793  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
794  */
795 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
796 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
797
798 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
799         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
800 {
801         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
802         pgd_t *pgd;
803         pud_t *pud;
804         pmd_t *pmd;
805         pte_t *pte;
806         pte_t pteval;
807         spinlock_t *ptl;
808         struct page *page;
809         unsigned long address;
810         unsigned long end;
811
812         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
813         end = address + CLUSTER_SIZE;
814         if (address < vma->vm_start)
815                 address = vma->vm_start;
816         if (end > vma->vm_end)
817                 end = vma->vm_end;
818
819         pgd = pgd_offset(mm, address);
820         if (!pgd_present(*pgd))
821                 return;
822
823         pud = pud_offset(pgd, address);
824         if (!pud_present(*pud))
825                 return;
826
827         pmd = pmd_offset(pud, address);
828         if (!pmd_present(*pmd))
829                 return;
830
831         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
832
833         /* Update high watermark before we lower rss */
834         update_hiwater_rss(mm);
835
836         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
837                 if (!pte_present(*pte))
838                         continue;
839                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
840                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
841
842                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
843                         continue;
844
845                 /* Nuke the page table entry. */
846                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
847                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
848
849                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
850                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
851                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
852
853                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
854                 if (pte_dirty(pteval))
855                         set_page_dirty(page);
856
857                 page_remove_rmap(page, vma);
858                 page_cache_release(page);
859                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
860                 (*mapcount)--;
861         }
862         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
863 }
864
865 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
866 {
867         struct anon_vma *anon_vma;
868         struct vm_area_struct *vma;
869         int ret = SWAP_AGAIN;
870
871         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
872         if (!anon_vma)
873                 return ret;
874
875         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
876                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
877                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
878                         break;
879         }
880
881         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
882         return ret;
883 }
884
885 /**
886  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
887  * @page: the page to unmap
888  * @migration: migration flag
889  *
890  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
891  * contained in the address_space struct it points to.
892  *
893  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
894  */
895 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
896 {
897         struct address_space *mapping = page->mapping;
898         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
899         struct vm_area_struct *vma;
900         struct prio_tree_iter iter;
901         int ret = SWAP_AGAIN;
902         unsigned long cursor;
903         unsigned long max_nl_cursor = 0;
904         unsigned long max_nl_size = 0;
905         unsigned int mapcount;
906
907         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
908         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
909                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
910                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
911                         goto out;
912         }
913
914         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
915                 goto out;
916
917         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
918                                                 shared.vm_set.list) {
919                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
920                         continue;
921                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
922                 if (cursor > max_nl_cursor)
923                         max_nl_cursor = cursor;
924                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
925                 if (cursor > max_nl_size)
926                         max_nl_size = cursor;
927         }
928
929         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
930                 ret = SWAP_FAIL;
931                 goto out;
932         }
933
934         /*
935          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
936          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
937          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
938          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
939          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
940          */
941         mapcount = page_mapcount(page);
942         if (!mapcount)
943                 goto out;
944         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
945
946         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
947         if (max_nl_cursor == 0)
948                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
949
950         do {
951                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
952                                                 shared.vm_set.list) {
953                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
954                                 continue;
955                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
956                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
957                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
958                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
959                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
960                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
961                                 if ((int)mapcount <= 0)
962                                         goto out;
963                         }
964                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
965                 }
966                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
967                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
968         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
969
970         /*
971          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
972          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
973          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
974          */
975         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
976                 vma->vm_private_data = NULL;
977 out:
978         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
979         return ret;
980 }
981
982 /**
983  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
984  * @page: the page to get unmapped
985  * @migration: migration flag
986  *
987  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
988  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
989  * Return values are:
990  *
991  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
992  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
993  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
994  */
995 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
996 {
997         int ret;
998
999         BUG_ON(!PageLocked(page));
1000
1001         if (PageAnon(page))
1002                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
1003         else
1004                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
1005
1006         if (!page_mapped(page))
1007                 ret = SWAP_SUCCESS;
1008         return ret;
1009 }
1010