mm: improve page_lock_anon_vma() comment
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_mutex
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->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *               inode_wb_list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
36  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
37  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
38  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
39  *                           within inode_wb_list_lock in __sync_single_inode)
40  *
41  * (code doesn't rely on that order so it could be switched around)
42  * ->tasklist_lock
43  *   anon_vma->lock      (memory_failure, collect_procs_anon)
44  *     pte map lock
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/ksm.h>
54 #include <linux/rmap.h>
55 #include <linux/rcupdate.h>
56 #include <linux/module.h>
57 #include <linux/memcontrol.h>
58 #include <linux/mmu_notifier.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/hugetlb.h>
61
62 #include <asm/tlbflush.h>
63
64 #include "internal.h"
65
66 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
67 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
68
69 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
70 {
71         struct anon_vma *anon_vma;
72
73         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
74         if (anon_vma) {
75                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
76                 /*
77                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
78                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
79                  */
80                 anon_vma->root = anon_vma;
81         }
82
83         return anon_vma;
84 }
85
86 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
87 {
88         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
89         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
90 }
91
92 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(void)
93 {
94         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, GFP_KERNEL);
95 }
96
97 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
98 {
99         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
100 }
101
102 /**
103  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
104  * @vma: the memory region in question
105  *
106  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
107  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
108  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
109  *
110  * The common case will be that we already have one, but if
111  * not we either need to find an adjacent mapping that we
112  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
113  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
114  * allocate a new one.
115  *
116  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
117  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma()
118  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
119  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
120  * anon_vma isn't actually destroyed).
121  *
122  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
123  * for the new allocation. At the same time, we do not want
124  * to do any locking for the common case of already having
125  * an anon_vma.
126  *
127  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
128  */
129 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
130 {
131         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
132         struct anon_vma_chain *avc;
133
134         might_sleep();
135         if (unlikely(!anon_vma)) {
136                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
137                 struct anon_vma *allocated;
138
139                 avc = anon_vma_chain_alloc();
140                 if (!avc)
141                         goto out_enomem;
142
143                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
144                 allocated = NULL;
145                 if (!anon_vma) {
146                         anon_vma = anon_vma_alloc();
147                         if (unlikely(!anon_vma))
148                                 goto out_enomem_free_avc;
149                         allocated = anon_vma;
150                 }
151
152                 anon_vma_lock(anon_vma);
153                 /* page_table_lock to protect against threads */
154                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
155                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
156                         vma->anon_vma = anon_vma;
157                         avc->anon_vma = anon_vma;
158                         avc->vma = vma;
159                         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
160                         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
161                         allocated = NULL;
162                         avc = NULL;
163                 }
164                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
165                 anon_vma_unlock(anon_vma);
166
167                 if (unlikely(allocated))
168                         put_anon_vma(allocated);
169                 if (unlikely(avc))
170                         anon_vma_chain_free(avc);
171         }
172         return 0;
173
174  out_enomem_free_avc:
175         anon_vma_chain_free(avc);
176  out_enomem:
177         return -ENOMEM;
178 }
179
180 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
181                                 struct anon_vma_chain *avc,
182                                 struct anon_vma *anon_vma)
183 {
184         avc->vma = vma;
185         avc->anon_vma = anon_vma;
186         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
187
188         anon_vma_lock(anon_vma);
189         /*
190          * It's critical to add new vmas to the tail of the anon_vma,
191          * see comment in huge_memory.c:__split_huge_page().
192          */
193         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
194         anon_vma_unlock(anon_vma);
195 }
196
197 /*
198  * Attach the anon_vmas from src to dst.
199  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
200  */
201 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
202 {
203         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
204
205         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
206                 avc = anon_vma_chain_alloc();
207                 if (!avc)
208                         goto enomem_failure;
209                 anon_vma_chain_link(dst, avc, pavc->anon_vma);
210         }
211         return 0;
212
213  enomem_failure:
214         unlink_anon_vmas(dst);
215         return -ENOMEM;
216 }
217
218 /*
219  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
220  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
221  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
222  */
223 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
224 {
225         struct anon_vma_chain *avc;
226         struct anon_vma *anon_vma;
227
228         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
229         if (!pvma->anon_vma)
230                 return 0;
231
232         /*
233          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
234          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
235          */
236         if (anon_vma_clone(vma, pvma))
237                 return -ENOMEM;
238
239         /* Then add our own anon_vma. */
240         anon_vma = anon_vma_alloc();
241         if (!anon_vma)
242                 goto out_error;
243         avc = anon_vma_chain_alloc();
244         if (!avc)
245                 goto out_error_free_anon_vma;
246
247         /*
248          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
249          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
250          */
251         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
252         /*
253          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
254          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
255          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
256          */
257         get_anon_vma(anon_vma->root);
258         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
259         vma->anon_vma = anon_vma;
260         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
261
262         return 0;
263
264  out_error_free_anon_vma:
265         put_anon_vma(anon_vma);
266  out_error:
267         unlink_anon_vmas(vma);
268         return -ENOMEM;
269 }
270
271 static void anon_vma_unlink(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
272 {
273         struct anon_vma *anon_vma = anon_vma_chain->anon_vma;
274         int empty;
275
276         /* If anon_vma_fork fails, we can get an empty anon_vma_chain. */
277         if (!anon_vma)
278                 return;
279
280         anon_vma_lock(anon_vma);
281         list_del(&anon_vma_chain->same_anon_vma);
282
283         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
284         empty = list_empty(&anon_vma->head);
285         anon_vma_unlock(anon_vma);
286
287         if (empty)
288                 put_anon_vma(anon_vma);
289 }
290
291 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
292 {
293         struct anon_vma_chain *avc, *next;
294
295         /*
296          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
297          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
298          */
299         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
300                 anon_vma_unlink(avc);
301                 list_del(&avc->same_vma);
302                 anon_vma_chain_free(avc);
303         }
304 }
305
306 static void anon_vma_ctor(void *data)
307 {
308         struct anon_vma *anon_vma = data;
309
310         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
311         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
312         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
313 }
314
315 void __init anon_vma_init(void)
316 {
317         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
318                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
319         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
320 }
321
322 /*
323  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
324  *
325  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
326  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
327  * have been relevant to this page.
328  *
329  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
330  * returned may already be freed (and even reused).
331  *
332  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
333  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
334  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
335  *
336  * Since anon_vma's slab is DESTROY_BY_RCU and we know from page_remove_rmap()
337  * that the anon_vma pointer from page->mapping is valid if there is a
338  * mapcount, we can dereference the anon_vma after observing those.
339  */
340 struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
341 {
342         struct anon_vma *anon_vma, *root_anon_vma;
343         unsigned long anon_mapping;
344
345         rcu_read_lock();
346         anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
347         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
348                 goto out;
349         if (!page_mapped(page))
350                 goto out;
351
352         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
353         root_anon_vma = ACCESS_ONCE(anon_vma->root);
354         spin_lock(&root_anon_vma->lock);
355
356         /*
357          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
358          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against
359          * the anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
360          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the spin_lock above cannot
361          * corrupt): with anon_vma_prepare() or anon_vma_fork() redirecting
362          * anon_vma->root before page_unlock_anon_vma() is called to unlock.
363          */
364         if (page_mapped(page))
365                 return anon_vma;
366
367         spin_unlock(&root_anon_vma->lock);
368 out:
369         rcu_read_unlock();
370         return NULL;
371 }
372
373 void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
374 {
375         anon_vma_unlock(anon_vma);
376         rcu_read_unlock();
377 }
378
379 /*
380  * At what user virtual address is page expected in @vma?
381  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
382  * within the range mapped the @vma.
383  */
384 inline unsigned long
385 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
386 {
387         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
388         unsigned long address;
389
390         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
391                 pgoff = page->index << huge_page_order(page_hstate(page));
392         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
393         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
394                 /* page should be within @vma mapping range */
395                 return -EFAULT;
396         }
397         return address;
398 }
399
400 /*
401  * At what user virtual address is page expected in vma?
402  * Caller should check the page is actually part of the vma.
403  */
404 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
405 {
406         if (PageAnon(page)) {
407                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
408                 /*
409                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
410                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
411                  */
412                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
413                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
414                         return -EFAULT;
415         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
416                 if (!vma->vm_file ||
417                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
418                         return -EFAULT;
419         } else
420                 return -EFAULT;
421         return vma_address(page, vma);
422 }
423
424 /*
425  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
426  *
427  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
428  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
429  * highly shared pages).
430  *
431  * On success returns with pte mapped and locked.
432  */
433 pte_t *__page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
434                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
435 {
436         pgd_t *pgd;
437         pud_t *pud;
438         pmd_t *pmd;
439         pte_t *pte;
440         spinlock_t *ptl;
441
442         if (unlikely(PageHuge(page))) {
443                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
444                 ptl = &mm->page_table_lock;
445                 goto check;
446         }
447
448         pgd = pgd_offset(mm, address);
449         if (!pgd_present(*pgd))
450                 return NULL;
451
452         pud = pud_offset(pgd, address);
453         if (!pud_present(*pud))
454                 return NULL;
455
456         pmd = pmd_offset(pud, address);
457         if (!pmd_present(*pmd))
458                 return NULL;
459         if (pmd_trans_huge(*pmd))
460                 return NULL;
461
462         pte = pte_offset_map(pmd, address);
463         /* Make a quick check before getting the lock */
464         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
465                 pte_unmap(pte);
466                 return NULL;
467         }
468
469         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
470 check:
471         spin_lock(ptl);
472         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
473                 *ptlp = ptl;
474                 return pte;
475         }
476         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
477         return NULL;
478 }
479
480 /**
481  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
482  * @page: the page to test
483  * @vma: the VMA to test
484  *
485  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
486  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
487  * valid for normal file or anonymous VMAs.
488  */
489 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
490 {
491         unsigned long address;
492         pte_t *pte;
493         spinlock_t *ptl;
494
495         address = vma_address(page, vma);
496         if (address == -EFAULT)         /* out of vma range */
497                 return 0;
498         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
499         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
500                 return 0;
501         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
502
503         return 1;
504 }
505
506 /*
507  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
508  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
509  */
510 int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
511                         unsigned long address, unsigned int *mapcount,
512                         unsigned long *vm_flags)
513 {
514         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
515         int referenced = 0;
516
517         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
518                 pmd_t *pmd;
519
520                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
521                 /*
522                  * rmap might return false positives; we must filter
523                  * these out using page_check_address_pmd().
524                  */
525                 pmd = page_check_address_pmd(page, mm, address,
526                                              PAGE_CHECK_ADDRESS_PMD_FLAG);
527                 if (!pmd) {
528                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
529                         goto out;
530                 }
531
532                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
533                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
534                         *mapcount = 0;  /* break early from loop */
535                         *vm_flags |= VM_LOCKED;
536                         goto out;
537                 }
538
539                 /* go ahead even if the pmd is pmd_trans_splitting() */
540                 if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address, pmd))
541                         referenced++;
542                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
543         } else {
544                 pte_t *pte;
545                 spinlock_t *ptl;
546
547                 /*
548                  * rmap might return false positives; we must filter
549                  * these out using page_check_address().
550                  */
551                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
552                 if (!pte)
553                         goto out;
554
555                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
556                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
557                         *mapcount = 0;  /* break early from loop */
558                         *vm_flags |= VM_LOCKED;
559                         goto out;
560                 }
561
562                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
563                         /*
564                          * Don't treat a reference through a sequentially read
565                          * mapping as such.  If the page has been used in
566                          * another mapping, we will catch it; if this other
567                          * mapping is already gone, the unmap path will have
568                          * set PG_referenced or activated the page.
569                          */
570                         if (likely(!VM_SequentialReadHint(vma)))
571                                 referenced++;
572                 }
573                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
574         }
575
576         /* Pretend the page is referenced if the task has the
577            swap token and is in the middle of a page fault. */
578         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
579                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
580                 referenced++;
581
582         (*mapcount)--;
583
584         if (referenced)
585                 *vm_flags |= vma->vm_flags;
586 out:
587         return referenced;
588 }
589
590 static int page_referenced_anon(struct page *page,
591                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
592                                 unsigned long *vm_flags)
593 {
594         unsigned int mapcount;
595         struct anon_vma *anon_vma;
596         struct anon_vma_chain *avc;
597         int referenced = 0;
598
599         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
600         if (!anon_vma)
601                 return referenced;
602
603         mapcount = page_mapcount(page);
604         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
605                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
606                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
607                 if (address == -EFAULT)
608                         continue;
609                 /*
610                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
611                  * counting on behalf of references from different
612                  * cgroups
613                  */
614                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
615                         continue;
616                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
617                                                   &mapcount, vm_flags);
618                 if (!mapcount)
619                         break;
620         }
621
622         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
623         return referenced;
624 }
625
626 /**
627  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
628  * @page: the page we're checking references on.
629  * @mem_cont: target memory controller
630  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
631  *
632  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
633  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
634  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
635  * of references it found.
636  *
637  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
638  */
639 static int page_referenced_file(struct page *page,
640                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
641                                 unsigned long *vm_flags)
642 {
643         unsigned int mapcount;
644         struct address_space *mapping = page->mapping;
645         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
646         struct vm_area_struct *vma;
647         struct prio_tree_iter iter;
648         int referenced = 0;
649
650         /*
651          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
652          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
653          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
654          */
655         BUG_ON(PageAnon(page));
656
657         /*
658          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
659          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
660          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
661          * so we can safely take mapping->i_mmap_mutex.
662          */
663         BUG_ON(!PageLocked(page));
664
665         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
666
667         /*
668          * i_mmap_mutex does not stabilize mapcount at all, but mapcount
669          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
670          */
671         mapcount = page_mapcount(page);
672
673         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
674                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
675                 if (address == -EFAULT)
676                         continue;
677                 /*
678                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
679                  * counting on behalf of references from different
680                  * cgroups
681                  */
682                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
683                         continue;
684                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
685                                                   &mapcount, vm_flags);
686                 if (!mapcount)
687                         break;
688         }
689
690         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
691         return referenced;
692 }
693
694 /**
695  * page_referenced - test if the page was referenced
696  * @page: the page to test
697  * @is_locked: caller holds lock on the page
698  * @mem_cont: target memory controller
699  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
700  *
701  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
702  * returns the number of ptes which referenced the page.
703  */
704 int page_referenced(struct page *page,
705                     int is_locked,
706                     struct mem_cgroup *mem_cont,
707                     unsigned long *vm_flags)
708 {
709         int referenced = 0;
710         int we_locked = 0;
711
712         *vm_flags = 0;
713         if (page_mapped(page) && page_rmapping(page)) {
714                 if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
715                         we_locked = trylock_page(page);
716                         if (!we_locked) {
717                                 referenced++;
718                                 goto out;
719                         }
720                 }
721                 if (unlikely(PageKsm(page)))
722                         referenced += page_referenced_ksm(page, mem_cont,
723                                                                 vm_flags);
724                 else if (PageAnon(page))
725                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont,
726                                                                 vm_flags);
727                 else if (page->mapping)
728                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont,
729                                                                 vm_flags);
730                 if (we_locked)
731                         unlock_page(page);
732         }
733 out:
734         if (page_test_and_clear_young(page_to_pfn(page)))
735                 referenced++;
736
737         return referenced;
738 }
739
740 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
741                             unsigned long address)
742 {
743         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
744         pte_t *pte;
745         spinlock_t *ptl;
746         int ret = 0;
747
748         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
749         if (!pte)
750                 goto out;
751
752         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
753                 pte_t entry;
754
755                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
756                 entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
757                 entry = pte_wrprotect(entry);
758                 entry = pte_mkclean(entry);
759                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
760                 ret = 1;
761         }
762
763         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
764 out:
765         return ret;
766 }
767
768 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
769 {
770         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
771         struct vm_area_struct *vma;
772         struct prio_tree_iter iter;
773         int ret = 0;
774
775         BUG_ON(PageAnon(page));
776
777         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
778         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
779                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
780                         unsigned long address = vma_address(page, vma);
781                         if (address == -EFAULT)
782                                 continue;
783                         ret += page_mkclean_one(page, vma, address);
784                 }
785         }
786         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
787         return ret;
788 }
789
790 int page_mkclean(struct page *page)
791 {
792         int ret = 0;
793
794         BUG_ON(!PageLocked(page));
795
796         if (page_mapped(page)) {
797                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
798                 if (mapping) {
799                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
800                         if (page_test_and_clear_dirty(page_to_pfn(page), 1))
801                                 ret = 1;
802                 }
803         }
804
805         return ret;
806 }
807 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
808
809 /**
810  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
811  * @page:       the page to move to our anon_vma
812  * @vma:        the vma the page belongs to
813  * @address:    the user virtual address mapped
814  *
815  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
816  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
817  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
818  * processes.
819  */
820 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
821         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
822 {
823         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
824
825         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
826         VM_BUG_ON(!anon_vma);
827         VM_BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
828
829         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
830         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
831 }
832
833 /**
834  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
835  * @page:       Page to add to rmap     
836  * @vma:        VM area to add page to.
837  * @address:    User virtual address of the mapping     
838  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
839  */
840 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
841         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
842 {
843         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
844
845         BUG_ON(!anon_vma);
846
847         if (PageAnon(page))
848                 return;
849
850         /*
851          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
852          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
853          * page mapping!
854          */
855         if (!exclusive)
856                 anon_vma = anon_vma->root;
857
858         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
859         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
860         page->index = linear_page_index(vma, address);
861 }
862
863 /**
864  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
865  * @page:       the page to add the mapping to
866  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
867  * @address:    the user virtual address mapped
868  */
869 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
870         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
871 {
872 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
873         /*
874          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
875          * be set up correctly at this point.
876          *
877          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
878          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
879          * in which case the page is already known to be setup.
880          *
881          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
882          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
883          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
884          */
885         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
886         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
887 #endif
888 }
889
890 /**
891  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
892  * @page:       the page to add the mapping to
893  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
894  * @address:    the user virtual address mapped
895  *
896  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
897  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
898  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
899  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
900  */
901 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
902         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
903 {
904         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
905 }
906
907 /*
908  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
909  * into pages that are exclusively owned by the current process.
910  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
911  */
912 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
913         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
914 {
915         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
916         if (first) {
917                 if (!PageTransHuge(page))
918                         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
919                 else
920                         __inc_zone_page_state(page,
921                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
922         }
923         if (unlikely(PageKsm(page)))
924                 return;
925
926         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
927         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
928         if (first)
929                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
930         else
931                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
932 }
933
934 /**
935  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
936  * @page:       the page to add the mapping to
937  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
938  * @address:    the user virtual address mapped
939  *
940  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
941  * This means the inc-and-test can be bypassed.
942  * Page does not have to be locked.
943  */
944 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
945         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
946 {
947         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
948         SetPageSwapBacked(page);
949         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
950         if (!PageTransHuge(page))
951                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
952         else
953                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
954         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
955         if (page_evictable(page, vma))
956                 lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
957         else
958                 add_page_to_unevictable_list(page);
959 }
960
961 /**
962  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
963  * @page: the page to add the mapping to
964  *
965  * The caller needs to hold the pte lock.
966  */
967 void page_add_file_rmap(struct page *page)
968 {
969         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
970                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
971                 mem_cgroup_inc_page_stat(page, MEMCG_NR_FILE_MAPPED);
972         }
973 }
974
975 /**
976  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
977  * @page: page to remove mapping from
978  *
979  * The caller needs to hold the pte lock.
980  */
981 void page_remove_rmap(struct page *page)
982 {
983         /* page still mapped by someone else? */
984         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
985                 return;
986
987         /*
988          * Now that the last pte has gone, s390 must transfer dirty
989          * flag from storage key to struct page.  We can usually skip
990          * this if the page is anon, so about to be freed; but perhaps
991          * not if it's in swapcache - there might be another pte slot
992          * containing the swap entry, but page not yet written to swap.
993          */
994         if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) &&
995             page_test_and_clear_dirty(page_to_pfn(page), 1))
996                 set_page_dirty(page);
997         /*
998          * Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES nor NR_FILE_MAPPED
999          * and not charged by memcg for now.
1000          */
1001         if (unlikely(PageHuge(page)))
1002                 return;
1003         if (PageAnon(page)) {
1004                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
1005                 if (!PageTransHuge(page))
1006                         __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1007                 else
1008                         __dec_zone_page_state(page,
1009                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1010         } else {
1011                 __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1012                 mem_cgroup_dec_page_stat(page, MEMCG_NR_FILE_MAPPED);
1013         }
1014         /*
1015          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1016          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1017          * which increments mapcount after us but sets mapping
1018          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
1019          * and remember that it's only reliable while mapped.
1020          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1021          * faster for those pages still in swapcache.
1022          */
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
1027  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
1028  */
1029 int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1030                      unsigned long address, enum ttu_flags flags)
1031 {
1032         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1033         pte_t *pte;
1034         pte_t pteval;
1035         spinlock_t *ptl;
1036         int ret = SWAP_AGAIN;
1037
1038         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
1039         if (!pte)
1040                 goto out;
1041
1042         /*
1043          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1044          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1045          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1046          */
1047         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1048                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1049                         goto out_mlock;
1050
1051                 if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1052                         goto out_unmap;
1053         }
1054         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1055                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1056                         ret = SWAP_FAIL;
1057                         goto out_unmap;
1058                 }
1059         }
1060
1061         /* Nuke the page table entry. */
1062         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1063         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1064
1065         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1066         if (pte_dirty(pteval))
1067                 set_page_dirty(page);
1068
1069         /* Update high watermark before we lower rss */
1070         update_hiwater_rss(mm);
1071
1072         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1073                 if (PageAnon(page))
1074                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1075                 else
1076                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1077                 set_pte_at(mm, address, pte,
1078                                 swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1079         } else if (PageAnon(page)) {
1080                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1081
1082                 if (PageSwapCache(page)) {
1083                         /*
1084                          * Store the swap location in the pte.
1085                          * See handle_pte_fault() ...
1086                          */
1087                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1088                                 set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1089                                 ret = SWAP_FAIL;
1090                                 goto out_unmap;
1091                         }
1092                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1093                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1094                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1095                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1096                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1097                         }
1098                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1099                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1100                 } else if (PAGE_MIGRATION) {
1101                         /*
1102                          * Store the pfn of the page in a special migration
1103                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1104                          * pte is removed and then restart fault handling.
1105                          */
1106                         BUG_ON(TTU_ACTION(flags) != TTU_MIGRATION);
1107                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1108                 }
1109                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1110                 BUG_ON(pte_file(*pte));
1111         } else if (PAGE_MIGRATION && (TTU_ACTION(flags) == TTU_MIGRATION)) {
1112                 /* Establish migration entry for a file page */
1113                 swp_entry_t entry;
1114                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1115                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1116         } else
1117                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1118
1119         page_remove_rmap(page);
1120         page_cache_release(page);
1121
1122 out_unmap:
1123         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1124 out:
1125         return ret;
1126
1127 out_mlock:
1128         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1129
1130
1131         /*
1132          * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
1133          * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
1134          * we now hold anon_vma->lock or mapping->i_mmap_mutex.
1135          * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
1136          * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
1137          * page is actually mlocked.
1138          */
1139         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1140                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1141                         mlock_vma_page(page);
1142                         ret = SWAP_MLOCK;
1143                 }
1144                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1145         }
1146         return ret;
1147 }
1148
1149 /*
1150  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
1151  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
1152  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
1153  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
1154  *
1155  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
1156  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
1157  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
1158  * around the vma's virtual address space.
1159  *
1160  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
1161  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
1162  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
1163  *
1164  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
1165  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
1166  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
1167  *
1168  * Mlocked pages:  check VM_LOCKED under mmap_sem held for read, if we can
1169  * acquire it without blocking.  If vma locked, mlock the pages in the cluster,
1170  * rather than unmapping them.  If we encounter the "check_page" that vmscan is
1171  * trying to unmap, return SWAP_MLOCK, else default SWAP_AGAIN.
1172  */
1173 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
1174 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
1175
1176 static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
1177                 struct vm_area_struct *vma, struct page *check_page)
1178 {
1179         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1180         pgd_t *pgd;
1181         pud_t *pud;
1182         pmd_t *pmd;
1183         pte_t *pte;
1184         pte_t pteval;
1185         spinlock_t *ptl;
1186         struct page *page;
1187         unsigned long address;
1188         unsigned long end;
1189         int ret = SWAP_AGAIN;
1190         int locked_vma = 0;
1191
1192         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
1193         end = address + CLUSTER_SIZE;
1194         if (address < vma->vm_start)
1195                 address = vma->vm_start;
1196         if (end > vma->vm_end)
1197                 end = vma->vm_end;
1198
1199         pgd = pgd_offset(mm, address);
1200         if (!pgd_present(*pgd))
1201                 return ret;
1202
1203         pud = pud_offset(pgd, address);
1204         if (!pud_present(*pud))
1205                 return ret;
1206
1207         pmd = pmd_offset(pud, address);
1208         if (!pmd_present(*pmd))
1209                 return ret;
1210
1211         /*
1212          * If we can acquire the mmap_sem for read, and vma is VM_LOCKED,
1213          * keep the sem while scanning the cluster for mlocking pages.
1214          */
1215         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1216                 locked_vma = (vma->vm_flags & VM_LOCKED);
1217                 if (!locked_vma)
1218                         up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem); /* don't need it */
1219         }
1220
1221         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
1222
1223         /* Update high watermark before we lower rss */
1224         update_hiwater_rss(mm);
1225
1226         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
1227                 if (!pte_present(*pte))
1228                         continue;
1229                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
1230                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
1231
1232                 if (locked_vma) {
1233                         mlock_vma_page(page);   /* no-op if already mlocked */
1234                         if (page == check_page)
1235                                 ret = SWAP_MLOCK;
1236                         continue;       /* don't unmap */
1237                 }
1238
1239                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
1240                         continue;
1241
1242                 /* Nuke the page table entry. */
1243                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1244                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1245
1246                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
1247                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
1248                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
1249
1250                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1251                 if (pte_dirty(pteval))
1252                         set_page_dirty(page);
1253
1254                 page_remove_rmap(page);
1255                 page_cache_release(page);
1256                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1257                 (*mapcount)--;
1258         }
1259         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
1260         if (locked_vma)
1261                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1262         return ret;
1263 }
1264
1265 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1266 {
1267         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1268
1269         if (!maybe_stack)
1270                 return false;
1271
1272         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1273                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1274                 return true;
1275
1276         return false;
1277 }
1278
1279 /**
1280  * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
1281  * rmap method
1282  * @page: the page to unmap/unlock
1283  * @flags: action and flags
1284  *
1285  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1286  * contained in the anon_vma struct it points to.
1287  *
1288  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1289  * anonymous pages.
1290  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1291  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1292  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1293  * 'LOCKED.
1294  */
1295 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1296 {
1297         struct anon_vma *anon_vma;
1298         struct anon_vma_chain *avc;
1299         int ret = SWAP_AGAIN;
1300
1301         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
1302         if (!anon_vma)
1303                 return ret;
1304
1305         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1306                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1307                 unsigned long address;
1308
1309                 /*
1310                  * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1311                  * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1312                  * page tables leading to a race where migration cannot
1313                  * find the migration ptes. Rather than increasing the
1314                  * locking requirements of exec(), migration skips
1315                  * temporary VMAs until after exec() completes.
1316                  */
1317                 if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
1318                                 is_vma_temporary_stack(vma))
1319                         continue;
1320
1321                 address = vma_address(page, vma);
1322                 if (address == -EFAULT)
1323                         continue;
1324                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1325                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1326                         break;
1327         }
1328
1329         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
1330         return ret;
1331 }
1332
1333 /**
1334  * try_to_unmap_file - unmap/unlock file page using the object-based rmap method
1335  * @page: the page to unmap/unlock
1336  * @flags: action and flags
1337  *
1338  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1339  * contained in the address_space struct it points to.
1340  *
1341  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1342  * object-based pages.
1343  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1344  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1345  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1346  * 'LOCKED.
1347  */
1348 static int try_to_unmap_file(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1349 {
1350         struct address_space *mapping = page->mapping;
1351         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1352         struct vm_area_struct *vma;
1353         struct prio_tree_iter iter;
1354         int ret = SWAP_AGAIN;
1355         unsigned long cursor;
1356         unsigned long max_nl_cursor = 0;
1357         unsigned long max_nl_size = 0;
1358         unsigned int mapcount;
1359
1360         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
1361         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1362                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1363                 if (address == -EFAULT)
1364                         continue;
1365                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1366                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1367                         goto out;
1368         }
1369
1370         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
1371                 goto out;
1372
1373         /*
1374          * We don't bother to try to find the munlocked page in nonlinears.
1375          * It's costly. Instead, later, page reclaim logic may call
1376          * try_to_unmap(TTU_MUNLOCK) and recover PG_mlocked lazily.
1377          */
1378         if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1379                 goto out;
1380
1381         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1382                                                 shared.vm_set.list) {
1383                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1384                 if (cursor > max_nl_cursor)
1385                         max_nl_cursor = cursor;
1386                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
1387                 if (cursor > max_nl_size)
1388                         max_nl_size = cursor;
1389         }
1390
1391         if (max_nl_size == 0) { /* all nonlinears locked or reserved ? */
1392                 ret = SWAP_FAIL;
1393                 goto out;
1394         }
1395
1396         /*
1397          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
1398          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
1399          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
1400          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
1401          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
1402          */
1403         mapcount = page_mapcount(page);
1404         if (!mapcount)
1405                 goto out;
1406         cond_resched();
1407
1408         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
1409         if (max_nl_cursor == 0)
1410                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
1411
1412         do {
1413                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1414                                                 shared.vm_set.list) {
1415                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1416                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
1417                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
1418                                 if (try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount,
1419                                                 vma, page) == SWAP_MLOCK)
1420                                         ret = SWAP_MLOCK;
1421                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
1422                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
1423                                 if ((int)mapcount <= 0)
1424                                         goto out;
1425                         }
1426                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
1427                 }
1428                 cond_resched();
1429                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
1430         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
1431
1432         /*
1433          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
1434          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
1435          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
1436          */
1437         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
1438                 vma->vm_private_data = NULL;
1439 out:
1440         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 /**
1445  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1446  * @page: the page to get unmapped
1447  * @flags: action and flags
1448  *
1449  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1450  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1451  * Return values are:
1452  *
1453  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1454  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1455  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1456  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1457  */
1458 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1459 {
1460         int ret;
1461
1462         BUG_ON(!PageLocked(page));
1463         VM_BUG_ON(!PageHuge(page) && PageTransHuge(page));
1464
1465         if (unlikely(PageKsm(page)))
1466                 ret = try_to_unmap_ksm(page, flags);
1467         else if (PageAnon(page))
1468                 ret = try_to_unmap_anon(page, flags);
1469         else
1470                 ret = try_to_unmap_file(page, flags);
1471         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1472                 ret = SWAP_SUCCESS;
1473         return ret;
1474 }
1475
1476 /**
1477  * try_to_munlock - try to munlock a page
1478  * @page: the page to be munlocked
1479  *
1480  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1481  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1482  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1483  *
1484  * Return values are:
1485  *
1486  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1487  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1488  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1489  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1490  */
1491 int try_to_munlock(struct page *page)
1492 {
1493         VM_BUG_ON(!PageLocked(page) || PageLRU(page));
1494
1495         if (unlikely(PageKsm(page)))
1496                 return try_to_unmap_ksm(page, TTU_MUNLOCK);
1497         else if (PageAnon(page))
1498                 return try_to_unmap_anon(page, TTU_MUNLOCK);
1499         else
1500                 return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
1501 }
1502
1503 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1504 {
1505         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1506
1507         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1508                 anon_vma_free(root);
1509
1510         anon_vma_free(anon_vma);
1511 }
1512
1513 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1514 /*
1515  * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
1516  * Called by migrate.c to remove migration ptes, but might be used more later.
1517  */
1518 static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1519                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1520 {
1521         struct anon_vma *anon_vma;
1522         struct anon_vma_chain *avc;
1523         int ret = SWAP_AGAIN;
1524
1525         /*
1526          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
1527          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1528          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1529          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1530          */
1531         anon_vma = page_anon_vma(page);
1532         if (!anon_vma)
1533                 return ret;
1534         anon_vma_lock(anon_vma);
1535         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1536                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1537                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1538                 if (address == -EFAULT)
1539                         continue;
1540                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1541                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1542                         break;
1543         }
1544         anon_vma_unlock(anon_vma);
1545         return ret;
1546 }
1547
1548 static int rmap_walk_file(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1549                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1550 {
1551         struct address_space *mapping = page->mapping;
1552         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1553         struct vm_area_struct *vma;
1554         struct prio_tree_iter iter;
1555         int ret = SWAP_AGAIN;
1556
1557         if (!mapping)
1558                 return ret;
1559         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
1560         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1561                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1562                 if (address == -EFAULT)
1563                         continue;
1564                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1565                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1566                         break;
1567         }
1568         /*
1569          * No nonlinear handling: being always shared, nonlinear vmas
1570          * never contain migration ptes.  Decide what to do about this
1571          * limitation to linear when we need rmap_walk() on nonlinear.
1572          */
1573         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
1574         return ret;
1575 }
1576
1577 int rmap_walk(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1578                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1579 {
1580         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1581
1582         if (unlikely(PageKsm(page)))
1583                 return rmap_walk_ksm(page, rmap_one, arg);
1584         else if (PageAnon(page))
1585                 return rmap_walk_anon(page, rmap_one, arg);
1586         else
1587                 return rmap_walk_file(page, rmap_one, arg);
1588 }
1589 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
1590
1591 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1592 /*
1593  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1594  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1595  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1596  */
1597 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1598         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1599 {
1600         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1601
1602         BUG_ON(!anon_vma);
1603
1604         if (PageAnon(page))
1605                 return;
1606         if (!exclusive)
1607                 anon_vma = anon_vma->root;
1608
1609         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1610         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1611         page->index = linear_page_index(vma, address);
1612 }
1613
1614 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1615                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1616 {
1617         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1618         int first;
1619
1620         BUG_ON(!PageLocked(page));
1621         BUG_ON(!anon_vma);
1622         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1623         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1624         if (first)
1625                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1626 }
1627
1628 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1629                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1630 {
1631         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1632         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1633         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1634 }
1635 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */