[S390] split page_test_and_clear_dirty.
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_lock
28  *         anon_vma->lock
29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
39  */
40
41 #include <linux/mm.h>
42 #include <linux/pagemap.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/init.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/rcupdate.h>
49 #include <linux/module.h>
50 #include <linux/kallsyms.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53
54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
55
56 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
57 {
58 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
59         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
60         struct vm_area_struct *vma;
61         unsigned int mapcount = 0;
62         int found = 0;
63
64         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
65                 mapcount++;
66                 BUG_ON(mapcount > 100000);
67                 if (vma == find_vma)
68                         found = 1;
69         }
70         BUG_ON(!found);
71 #endif
72 }
73
74 /* This must be called under the mmap_sem. */
75 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
76 {
77         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
78
79         might_sleep();
80         if (unlikely(!anon_vma)) {
81                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
82                 struct anon_vma *allocated, *locked;
83
84                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
85                 if (anon_vma) {
86                         allocated = NULL;
87                         locked = anon_vma;
88                         spin_lock(&locked->lock);
89                 } else {
90                         anon_vma = anon_vma_alloc();
91                         if (unlikely(!anon_vma))
92                                 return -ENOMEM;
93                         allocated = anon_vma;
94                         locked = NULL;
95                 }
96
97                 /* page_table_lock to protect against threads */
98                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
99                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
100                         vma->anon_vma = anon_vma;
101                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
102                         allocated = NULL;
103                 }
104                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
105
106                 if (locked)
107                         spin_unlock(&locked->lock);
108                 if (unlikely(allocated))
109                         anon_vma_free(allocated);
110         }
111         return 0;
112 }
113
114 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
115 {
116         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
117         list_del(&next->anon_vma_node);
118 }
119
120 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
121 {
122         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
123
124         if (anon_vma) {
125                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
126                 validate_anon_vma(vma);
127         }
128 }
129
130 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
131 {
132         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
133
134         if (anon_vma) {
135                 spin_lock(&anon_vma->lock);
136                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
137                 validate_anon_vma(vma);
138                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
139         }
140 }
141
142 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
143 {
144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
145         int empty;
146
147         if (!anon_vma)
148                 return;
149
150         spin_lock(&anon_vma->lock);
151         validate_anon_vma(vma);
152         list_del(&vma->anon_vma_node);
153
154         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
155         empty = list_empty(&anon_vma->head);
156         spin_unlock(&anon_vma->lock);
157
158         if (empty)
159                 anon_vma_free(anon_vma);
160 }
161
162 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
163                           unsigned long flags)
164 {
165         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
166                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
167                 struct anon_vma *anon_vma = data;
168
169                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
170                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
171         }
172 }
173
174 void __init anon_vma_init(void)
175 {
176         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
177                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
178 }
179
180 /*
181  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
182  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
183  */
184 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
185 {
186         struct anon_vma *anon_vma;
187         unsigned long anon_mapping;
188
189         rcu_read_lock();
190         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
191         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
192                 goto out;
193         if (!page_mapped(page))
194                 goto out;
195
196         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
197         spin_lock(&anon_vma->lock);
198         return anon_vma;
199 out:
200         rcu_read_unlock();
201         return NULL;
202 }
203
204 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
205 {
206         spin_unlock(&anon_vma->lock);
207         rcu_read_unlock();
208 }
209
210 /*
211  * At what user virtual address is page expected in vma?
212  */
213 static inline unsigned long
214 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
215 {
216         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
217         unsigned long address;
218
219         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
220         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
221                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
222                 BUG_ON(!PageAnon(page));
223                 return -EFAULT;
224         }
225         return address;
226 }
227
228 /*
229  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
230  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
231  */
232 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
233 {
234         if (PageAnon(page)) {
235                 if ((void *)vma->anon_vma !=
236                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
237                         return -EFAULT;
238         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
239                 if (!vma->vm_file ||
240                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
241                         return -EFAULT;
242         } else
243                 return -EFAULT;
244         return vma_address(page, vma);
245 }
246
247 /*
248  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
249  *
250  * On success returns with pte mapped and locked.
251  */
252 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
253                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
254 {
255         pgd_t *pgd;
256         pud_t *pud;
257         pmd_t *pmd;
258         pte_t *pte;
259         spinlock_t *ptl;
260
261         pgd = pgd_offset(mm, address);
262         if (!pgd_present(*pgd))
263                 return NULL;
264
265         pud = pud_offset(pgd, address);
266         if (!pud_present(*pud))
267                 return NULL;
268
269         pmd = pmd_offset(pud, address);
270         if (!pmd_present(*pmd))
271                 return NULL;
272
273         pte = pte_offset_map(pmd, address);
274         /* Make a quick check before getting the lock */
275         if (!pte_present(*pte)) {
276                 pte_unmap(pte);
277                 return NULL;
278         }
279
280         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
281         spin_lock(ptl);
282         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
283                 *ptlp = ptl;
284                 return pte;
285         }
286         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
287         return NULL;
288 }
289
290 /*
291  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
292  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
293  */
294 static int page_referenced_one(struct page *page,
295         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
296 {
297         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
298         unsigned long address;
299         pte_t *pte;
300         spinlock_t *ptl;
301         int referenced = 0;
302
303         address = vma_address(page, vma);
304         if (address == -EFAULT)
305                 goto out;
306
307         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
308         if (!pte)
309                 goto out;
310
311         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
312                 referenced++;
313
314         /* Pretend the page is referenced if the task has the
315            swap token and is in the middle of a page fault. */
316         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
317                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
318                 referenced++;
319
320         (*mapcount)--;
321         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
322 out:
323         return referenced;
324 }
325
326 static int page_referenced_anon(struct page *page)
327 {
328         unsigned int mapcount;
329         struct anon_vma *anon_vma;
330         struct vm_area_struct *vma;
331         int referenced = 0;
332
333         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
334         if (!anon_vma)
335                 return referenced;
336
337         mapcount = page_mapcount(page);
338         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
339                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
340                 if (!mapcount)
341                         break;
342         }
343
344         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
345         return referenced;
346 }
347
348 /**
349  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
350  * @page: the page we're checking references on.
351  *
352  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
353  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
354  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
355  * of references it found.
356  *
357  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
358  */
359 static int page_referenced_file(struct page *page)
360 {
361         unsigned int mapcount;
362         struct address_space *mapping = page->mapping;
363         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
364         struct vm_area_struct *vma;
365         struct prio_tree_iter iter;
366         int referenced = 0;
367
368         /*
369          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
370          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
371          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
372          */
373         BUG_ON(PageAnon(page));
374
375         /*
376          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
377          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
378          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
379          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
380          */
381         BUG_ON(!PageLocked(page));
382
383         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
384
385         /*
386          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
387          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
388          */
389         mapcount = page_mapcount(page);
390
391         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
392                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
393                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
394                         referenced++;
395                         break;
396                 }
397                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
398                 if (!mapcount)
399                         break;
400         }
401
402         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
403         return referenced;
404 }
405
406 /**
407  * page_referenced - test if the page was referenced
408  * @page: the page to test
409  * @is_locked: caller holds lock on the page
410  *
411  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
412  * returns the number of ptes which referenced the page.
413  */
414 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
415 {
416         int referenced = 0;
417
418         if (page_test_and_clear_young(page))
419                 referenced++;
420
421         if (TestClearPageReferenced(page))
422                 referenced++;
423
424         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
425                 if (PageAnon(page))
426                         referenced += page_referenced_anon(page);
427                 else if (is_locked)
428                         referenced += page_referenced_file(page);
429                 else if (TestSetPageLocked(page))
430                         referenced++;
431                 else {
432                         if (page->mapping)
433                                 referenced += page_referenced_file(page);
434                         unlock_page(page);
435                 }
436         }
437         return referenced;
438 }
439
440 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
441 {
442         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
443         unsigned long address;
444         pte_t *pte;
445         spinlock_t *ptl;
446         int ret = 0;
447
448         address = vma_address(page, vma);
449         if (address == -EFAULT)
450                 goto out;
451
452         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
453         if (!pte)
454                 goto out;
455
456         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
457                 pte_t entry;
458
459                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
460                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
461                 entry = pte_wrprotect(entry);
462                 entry = pte_mkclean(entry);
463                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
464                 lazy_mmu_prot_update(entry);
465                 ret = 1;
466         }
467
468         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
469 out:
470         return ret;
471 }
472
473 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
474 {
475         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
476         struct vm_area_struct *vma;
477         struct prio_tree_iter iter;
478         int ret = 0;
479
480         BUG_ON(PageAnon(page));
481
482         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
483         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
484                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
485                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
486         }
487         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
488         return ret;
489 }
490
491 int page_mkclean(struct page *page)
492 {
493         int ret = 0;
494
495         BUG_ON(!PageLocked(page));
496
497         if (page_mapped(page)) {
498                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
499                 if (mapping)
500                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
501                 if (page_test_dirty(page)) {
502                         page_clear_dirty(page);
503                         ret = 1;
504                 }
505         }
506
507         return ret;
508 }
509
510 /**
511  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
512  * @page:       the page to add the mapping to
513  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
514  * @address:    the user virtual address mapped
515  */
516 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
517         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
518 {
519         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
520
521         BUG_ON(!anon_vma);
522         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
523         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
524
525         page->index = linear_page_index(vma, address);
526
527         /*
528          * nr_mapped state can be updated without turning off
529          * interrupts because it is not modified via interrupt.
530          */
531         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
532 }
533
534 /**
535  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
536  * @page:       the page to add the mapping to
537  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
538  * @address:    the user virtual address mapped
539  *
540  * The caller needs to hold the pte lock.
541  */
542 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
543         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
544 {
545         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
546                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
547         /* else checking page index and mapping is racy */
548 }
549
550 /*
551  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
552  * @page:       the page to add the mapping to
553  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
554  * @address:    the user virtual address mapped
555  *
556  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
557  * This means the inc-and-test can be bypassed.
558  */
559 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
560         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
561 {
562         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
563         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
564 }
565
566 /**
567  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
568  * @page: the page to add the mapping to
569  *
570  * The caller needs to hold the pte lock.
571  */
572 void page_add_file_rmap(struct page *page)
573 {
574         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
575                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
576 }
577
578 /**
579  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
580  * @page: page to remove mapping from
581  *
582  * The caller needs to hold the pte lock.
583  */
584 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
585 {
586         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
587                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
588                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
589                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
590                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
591                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
592                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
593                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
594                         if (vma->vm_ops)
595                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
596                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
597                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
598                         BUG();
599                 }
600
601                 /*
602                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
603                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
604                  * which increments mapcount after us but sets mapping
605                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
606                  * and remember that it's only reliable while mapped.
607                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
608                  * faster for those pages still in swapcache.
609                  */
610                 if (page_test_dirty(page)) {
611                         page_clear_dirty(page);
612                         set_page_dirty(page);
613                 }
614                 __dec_zone_page_state(page,
615                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
616         }
617 }
618
619 /*
620  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
621  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
622  */
623 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
624                                 int migration)
625 {
626         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
627         unsigned long address;
628         pte_t *pte;
629         pte_t pteval;
630         spinlock_t *ptl;
631         int ret = SWAP_AGAIN;
632
633         address = vma_address(page, vma);
634         if (address == -EFAULT)
635                 goto out;
636
637         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
638         if (!pte)
639                 goto out;
640
641         /*
642          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
643          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
644          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
645          */
646         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
647                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
648                 ret = SWAP_FAIL;
649                 goto out_unmap;
650         }
651
652         /* Nuke the page table entry. */
653         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
654         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
655
656         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
657         if (pte_dirty(pteval))
658                 set_page_dirty(page);
659
660         /* Update high watermark before we lower rss */
661         update_hiwater_rss(mm);
662
663         if (PageAnon(page)) {
664                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
665
666                 if (PageSwapCache(page)) {
667                         /*
668                          * Store the swap location in the pte.
669                          * See handle_pte_fault() ...
670                          */
671                         swap_duplicate(entry);
672                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
673                                 spin_lock(&mmlist_lock);
674                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
675                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
676                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
677                         }
678                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
679 #ifdef CONFIG_MIGRATION
680                 } else {
681                         /*
682                          * Store the pfn of the page in a special migration
683                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
684                          * pte is removed and then restart fault handling.
685                          */
686                         BUG_ON(!migration);
687                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
688 #endif
689                 }
690                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
691                 BUG_ON(pte_file(*pte));
692         } else
693 #ifdef CONFIG_MIGRATION
694         if (migration) {
695                 /* Establish migration entry for a file page */
696                 swp_entry_t entry;
697                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
698                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
699         } else
700 #endif
701                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
702
703
704         page_remove_rmap(page, vma);
705         page_cache_release(page);
706
707 out_unmap:
708         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
709 out:
710         return ret;
711 }
712
713 /*
714  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
715  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
716  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
717  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
718  *
719  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
720  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
721  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
722  * around the vma's virtual address space.
723  *
724  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
725  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
726  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
727  *
728  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
729  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
730  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
731  */
732 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
733 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
734
735 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
736         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
737 {
738         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
739         pgd_t *pgd;
740         pud_t *pud;
741         pmd_t *pmd;
742         pte_t *pte;
743         pte_t pteval;
744         spinlock_t *ptl;
745         struct page *page;
746         unsigned long address;
747         unsigned long end;
748
749         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
750         end = address + CLUSTER_SIZE;
751         if (address < vma->vm_start)
752                 address = vma->vm_start;
753         if (end > vma->vm_end)
754                 end = vma->vm_end;
755
756         pgd = pgd_offset(mm, address);
757         if (!pgd_present(*pgd))
758                 return;
759
760         pud = pud_offset(pgd, address);
761         if (!pud_present(*pud))
762                 return;
763
764         pmd = pmd_offset(pud, address);
765         if (!pmd_present(*pmd))
766                 return;
767
768         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
769
770         /* Update high watermark before we lower rss */
771         update_hiwater_rss(mm);
772
773         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
774                 if (!pte_present(*pte))
775                         continue;
776                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
777                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
778
779                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
780                         continue;
781
782                 /* Nuke the page table entry. */
783                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
784                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
785
786                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
787                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
788                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
789
790                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
791                 if (pte_dirty(pteval))
792                         set_page_dirty(page);
793
794                 page_remove_rmap(page, vma);
795                 page_cache_release(page);
796                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
797                 (*mapcount)--;
798         }
799         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
800 }
801
802 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
803 {
804         struct anon_vma *anon_vma;
805         struct vm_area_struct *vma;
806         int ret = SWAP_AGAIN;
807
808         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
809         if (!anon_vma)
810                 return ret;
811
812         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
813                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
814                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
815                         break;
816         }
817
818         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
819         return ret;
820 }
821
822 /**
823  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
824  * @page: the page to unmap
825  *
826  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
827  * contained in the address_space struct it points to.
828  *
829  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
830  */
831 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
832 {
833         struct address_space *mapping = page->mapping;
834         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
835         struct vm_area_struct *vma;
836         struct prio_tree_iter iter;
837         int ret = SWAP_AGAIN;
838         unsigned long cursor;
839         unsigned long max_nl_cursor = 0;
840         unsigned long max_nl_size = 0;
841         unsigned int mapcount;
842
843         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
844         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
845                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
846                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
847                         goto out;
848         }
849
850         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
851                 goto out;
852
853         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
854                                                 shared.vm_set.list) {
855                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
856                         continue;
857                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
858                 if (cursor > max_nl_cursor)
859                         max_nl_cursor = cursor;
860                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
861                 if (cursor > max_nl_size)
862                         max_nl_size = cursor;
863         }
864
865         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
866                 ret = SWAP_FAIL;
867                 goto out;
868         }
869
870         /*
871          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
872          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
873          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
874          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
875          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
876          */
877         mapcount = page_mapcount(page);
878         if (!mapcount)
879                 goto out;
880         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
881
882         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
883         if (max_nl_cursor == 0)
884                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
885
886         do {
887                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
888                                                 shared.vm_set.list) {
889                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
890                                 continue;
891                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
892                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
893                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
894                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
895                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
896                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
897                                 if ((int)mapcount <= 0)
898                                         goto out;
899                         }
900                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
901                 }
902                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
903                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
904         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
905
906         /*
907          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
908          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
909          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
910          */
911         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
912                 vma->vm_private_data = NULL;
913 out:
914         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
915         return ret;
916 }
917
918 /**
919  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
920  * @page: the page to get unmapped
921  *
922  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
923  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
924  * Return values are:
925  *
926  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
927  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
928  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
929  */
930 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
931 {
932         int ret;
933
934         BUG_ON(!PageLocked(page));
935
936         if (PageAnon(page))
937                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
938         else
939                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
940
941         if (!page_mapped(page))
942                 ret = SWAP_SUCCESS;
943         return ret;
944 }
945