thp: transparent hugepage core
[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_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  * (code doesn't rely on that order so it could be switched around)
41  * ->tasklist_lock
42  *   anon_vma->lock      (memory_failure, collect_procs_anon)
43  *     pte map lock
44  */
45
46 #include <linux/mm.h>
47 #include <linux/pagemap.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/swapops.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/init.h>
52 #include <linux/ksm.h>
53 #include <linux/rmap.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/module.h>
56 #include <linux/memcontrol.h>
57 #include <linux/mmu_notifier.h>
58 #include <linux/migrate.h>
59 #include <linux/hugetlb.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62
63 #include "internal.h"
64
65 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
66 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
67
68 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
69 {
70         return kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
71 }
72
73 void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
74 {
75         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
76 }
77
78 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(void)
79 {
80         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, GFP_KERNEL);
81 }
82
83 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
84 {
85         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
86 }
87
88 /**
89  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
90  * @vma: the memory region in question
91  *
92  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
93  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
94  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
95  *
96  * The common case will be that we already have one, but if
97  * not we either need to find an adjacent mapping that we
98  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
99  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
100  * allocate a new one.
101  *
102  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
103  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma()
104  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
105  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
106  * anon_vma isn't actually destroyed).
107  *
108  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
109  * for the new allocation. At the same time, we do not want
110  * to do any locking for the common case of already having
111  * an anon_vma.
112  *
113  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
114  */
115 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
116 {
117         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
118         struct anon_vma_chain *avc;
119
120         might_sleep();
121         if (unlikely(!anon_vma)) {
122                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
123                 struct anon_vma *allocated;
124
125                 avc = anon_vma_chain_alloc();
126                 if (!avc)
127                         goto out_enomem;
128
129                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
130                 allocated = NULL;
131                 if (!anon_vma) {
132                         anon_vma = anon_vma_alloc();
133                         if (unlikely(!anon_vma))
134                                 goto out_enomem_free_avc;
135                         allocated = anon_vma;
136                         /*
137                          * This VMA had no anon_vma yet.  This anon_vma is
138                          * the root of any anon_vma tree that might form.
139                          */
140                         anon_vma->root = anon_vma;
141                 }
142
143                 anon_vma_lock(anon_vma);
144                 /* page_table_lock to protect against threads */
145                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
146                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
147                         vma->anon_vma = anon_vma;
148                         avc->anon_vma = anon_vma;
149                         avc->vma = vma;
150                         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
151                         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
152                         allocated = NULL;
153                         avc = NULL;
154                 }
155                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
156                 anon_vma_unlock(anon_vma);
157
158                 if (unlikely(allocated))
159                         anon_vma_free(allocated);
160                 if (unlikely(avc))
161                         anon_vma_chain_free(avc);
162         }
163         return 0;
164
165  out_enomem_free_avc:
166         anon_vma_chain_free(avc);
167  out_enomem:
168         return -ENOMEM;
169 }
170
171 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
172                                 struct anon_vma_chain *avc,
173                                 struct anon_vma *anon_vma)
174 {
175         avc->vma = vma;
176         avc->anon_vma = anon_vma;
177         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
178
179         anon_vma_lock(anon_vma);
180         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
181         anon_vma_unlock(anon_vma);
182 }
183
184 /*
185  * Attach the anon_vmas from src to dst.
186  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
187  */
188 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
189 {
190         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
191
192         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
193                 avc = anon_vma_chain_alloc();
194                 if (!avc)
195                         goto enomem_failure;
196                 anon_vma_chain_link(dst, avc, pavc->anon_vma);
197         }
198         return 0;
199
200  enomem_failure:
201         unlink_anon_vmas(dst);
202         return -ENOMEM;
203 }
204
205 /*
206  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
207  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
208  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
209  */
210 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
211 {
212         struct anon_vma_chain *avc;
213         struct anon_vma *anon_vma;
214
215         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
216         if (!pvma->anon_vma)
217                 return 0;
218
219         /*
220          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
221          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
222          */
223         if (anon_vma_clone(vma, pvma))
224                 return -ENOMEM;
225
226         /* Then add our own anon_vma. */
227         anon_vma = anon_vma_alloc();
228         if (!anon_vma)
229                 goto out_error;
230         avc = anon_vma_chain_alloc();
231         if (!avc)
232                 goto out_error_free_anon_vma;
233
234         /*
235          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
236          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
237          */
238         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
239         /*
240          * With KSM refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
241          * process it belongs to.  The root anon_vma needs to be pinned
242          * until this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
243          */
244         get_anon_vma(anon_vma->root);
245         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
246         vma->anon_vma = anon_vma;
247         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
248
249         return 0;
250
251  out_error_free_anon_vma:
252         anon_vma_free(anon_vma);
253  out_error:
254         unlink_anon_vmas(vma);
255         return -ENOMEM;
256 }
257
258 static void anon_vma_unlink(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
259 {
260         struct anon_vma *anon_vma = anon_vma_chain->anon_vma;
261         int empty;
262
263         /* If anon_vma_fork fails, we can get an empty anon_vma_chain. */
264         if (!anon_vma)
265                 return;
266
267         anon_vma_lock(anon_vma);
268         list_del(&anon_vma_chain->same_anon_vma);
269
270         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
271         empty = list_empty(&anon_vma->head) && !anonvma_external_refcount(anon_vma);
272         anon_vma_unlock(anon_vma);
273
274         if (empty) {
275                 /* We no longer need the root anon_vma */
276                 if (anon_vma->root != anon_vma)
277                         drop_anon_vma(anon_vma->root);
278                 anon_vma_free(anon_vma);
279         }
280 }
281
282 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
283 {
284         struct anon_vma_chain *avc, *next;
285
286         /*
287          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
288          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
289          */
290         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
291                 anon_vma_unlink(avc);
292                 list_del(&avc->same_vma);
293                 anon_vma_chain_free(avc);
294         }
295 }
296
297 static void anon_vma_ctor(void *data)
298 {
299         struct anon_vma *anon_vma = data;
300
301         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
302         anonvma_external_refcount_init(anon_vma);
303         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
304 }
305
306 void __init anon_vma_init(void)
307 {
308         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
309                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
310         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
311 }
312
313 /*
314  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
315  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
316  */
317 struct anon_vma *__page_lock_anon_vma(struct page *page)
318 {
319         struct anon_vma *anon_vma, *root_anon_vma;
320         unsigned long anon_mapping;
321
322         rcu_read_lock();
323         anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
324         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
325                 goto out;
326         if (!page_mapped(page))
327                 goto out;
328
329         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
330         root_anon_vma = ACCESS_ONCE(anon_vma->root);
331         spin_lock(&root_anon_vma->lock);
332
333         /*
334          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
335          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against
336          * the anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
337          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the spin_lock above cannot
338          * corrupt): with anon_vma_prepare() or anon_vma_fork() redirecting
339          * anon_vma->root before page_unlock_anon_vma() is called to unlock.
340          */
341         if (page_mapped(page))
342                 return anon_vma;
343
344         spin_unlock(&root_anon_vma->lock);
345 out:
346         rcu_read_unlock();
347         return NULL;
348 }
349
350 void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
351         __releases(&anon_vma->root->lock)
352         __releases(RCU)
353 {
354         anon_vma_unlock(anon_vma);
355         rcu_read_unlock();
356 }
357
358 /*
359  * At what user virtual address is page expected in @vma?
360  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
361  * within the range mapped the @vma.
362  */
363 inline unsigned long
364 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
365 {
366         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
367         unsigned long address;
368
369         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
370                 pgoff = page->index << huge_page_order(page_hstate(page));
371         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
372         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
373                 /* page should be within @vma mapping range */
374                 return -EFAULT;
375         }
376         return address;
377 }
378
379 /*
380  * At what user virtual address is page expected in vma?
381  * Caller should check the page is actually part of the vma.
382  */
383 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
384 {
385         if (PageAnon(page)) {
386                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
387                 /*
388                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
389                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
390                  */
391                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
392                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
393                         return -EFAULT;
394         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
395                 if (!vma->vm_file ||
396                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
397                         return -EFAULT;
398         } else
399                 return -EFAULT;
400         return vma_address(page, vma);
401 }
402
403 /*
404  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
405  *
406  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
407  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
408  * highly shared pages).
409  *
410  * On success returns with pte mapped and locked.
411  */
412 pte_t *__page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
413                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
414 {
415         pgd_t *pgd;
416         pud_t *pud;
417         pmd_t *pmd;
418         pte_t *pte;
419         spinlock_t *ptl;
420
421         if (unlikely(PageHuge(page))) {
422                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
423                 ptl = &mm->page_table_lock;
424                 goto check;
425         }
426
427         pgd = pgd_offset(mm, address);
428         if (!pgd_present(*pgd))
429                 return NULL;
430
431         pud = pud_offset(pgd, address);
432         if (!pud_present(*pud))
433                 return NULL;
434
435         pmd = pmd_offset(pud, address);
436         if (!pmd_present(*pmd))
437                 return NULL;
438         if (pmd_trans_huge(*pmd))
439                 return NULL;
440
441         pte = pte_offset_map(pmd, address);
442         /* Make a quick check before getting the lock */
443         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
444                 pte_unmap(pte);
445                 return NULL;
446         }
447
448         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
449 check:
450         spin_lock(ptl);
451         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
452                 *ptlp = ptl;
453                 return pte;
454         }
455         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
456         return NULL;
457 }
458
459 /**
460  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
461  * @page: the page to test
462  * @vma: the VMA to test
463  *
464  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
465  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
466  * valid for normal file or anonymous VMAs.
467  */
468 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
469 {
470         unsigned long address;
471         pte_t *pte;
472         spinlock_t *ptl;
473
474         address = vma_address(page, vma);
475         if (address == -EFAULT)         /* out of vma range */
476                 return 0;
477         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
478         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
479                 return 0;
480         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
481
482         return 1;
483 }
484
485 /*
486  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
487  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
488  */
489 int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
490                         unsigned long address, unsigned int *mapcount,
491                         unsigned long *vm_flags)
492 {
493         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
494         int referenced = 0;
495
496         /*
497          * Don't want to elevate referenced for mlocked page that gets this far,
498          * in order that it progresses to try_to_unmap and is moved to the
499          * unevictable list.
500          */
501         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
502                 *mapcount = 0;  /* break early from loop */
503                 *vm_flags |= VM_LOCKED;
504                 goto out;
505         }
506
507         /* Pretend the page is referenced if the task has the
508            swap token and is in the middle of a page fault. */
509         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
510                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
511                 referenced++;
512
513         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
514                 pmd_t *pmd;
515
516                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
517                 pmd = page_check_address_pmd(page, mm, address,
518                                              PAGE_CHECK_ADDRESS_PMD_FLAG);
519                 if (pmd && !pmd_trans_splitting(*pmd) &&
520                     pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address, pmd))
521                         referenced++;
522                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
523         } else {
524                 pte_t *pte;
525                 spinlock_t *ptl;
526
527                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
528                 if (!pte)
529                         goto out;
530
531                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
532                         /*
533                          * Don't treat a reference through a sequentially read
534                          * mapping as such.  If the page has been used in
535                          * another mapping, we will catch it; if this other
536                          * mapping is already gone, the unmap path will have
537                          * set PG_referenced or activated the page.
538                          */
539                         if (likely(!VM_SequentialReadHint(vma)))
540                                 referenced++;
541                 }
542                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
543         }
544
545         (*mapcount)--;
546
547         if (referenced)
548                 *vm_flags |= vma->vm_flags;
549 out:
550         return referenced;
551 }
552
553 static int page_referenced_anon(struct page *page,
554                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
555                                 unsigned long *vm_flags)
556 {
557         unsigned int mapcount;
558         struct anon_vma *anon_vma;
559         struct anon_vma_chain *avc;
560         int referenced = 0;
561
562         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
563         if (!anon_vma)
564                 return referenced;
565
566         mapcount = page_mapcount(page);
567         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
568                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
569                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
570                 if (address == -EFAULT)
571                         continue;
572                 /*
573                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
574                  * counting on behalf of references from different
575                  * cgroups
576                  */
577                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
578                         continue;
579                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
580                                                   &mapcount, vm_flags);
581                 if (!mapcount)
582                         break;
583         }
584
585         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
586         return referenced;
587 }
588
589 /**
590  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
591  * @page: the page we're checking references on.
592  * @mem_cont: target memory controller
593  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
594  *
595  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
596  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
597  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
598  * of references it found.
599  *
600  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
601  */
602 static int page_referenced_file(struct page *page,
603                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
604                                 unsigned long *vm_flags)
605 {
606         unsigned int mapcount;
607         struct address_space *mapping = page->mapping;
608         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
609         struct vm_area_struct *vma;
610         struct prio_tree_iter iter;
611         int referenced = 0;
612
613         /*
614          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
615          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
616          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
617          */
618         BUG_ON(PageAnon(page));
619
620         /*
621          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
622          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
623          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
624          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
625          */
626         BUG_ON(!PageLocked(page));
627
628         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
629
630         /*
631          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
632          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
633          */
634         mapcount = page_mapcount(page);
635
636         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
637                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
638                 if (address == -EFAULT)
639                         continue;
640                 /*
641                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
642                  * counting on behalf of references from different
643                  * cgroups
644                  */
645                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
646                         continue;
647                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
648                                                   &mapcount, vm_flags);
649                 if (!mapcount)
650                         break;
651         }
652
653         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
654         return referenced;
655 }
656
657 /**
658  * page_referenced - test if the page was referenced
659  * @page: the page to test
660  * @is_locked: caller holds lock on the page
661  * @mem_cont: target memory controller
662  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
663  *
664  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
665  * returns the number of ptes which referenced the page.
666  */
667 int page_referenced(struct page *page,
668                     int is_locked,
669                     struct mem_cgroup *mem_cont,
670                     unsigned long *vm_flags)
671 {
672         int referenced = 0;
673         int we_locked = 0;
674
675         *vm_flags = 0;
676         if (page_mapped(page) && page_rmapping(page)) {
677                 if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
678                         we_locked = trylock_page(page);
679                         if (!we_locked) {
680                                 referenced++;
681                                 goto out;
682                         }
683                 }
684                 if (unlikely(PageKsm(page)))
685                         referenced += page_referenced_ksm(page, mem_cont,
686                                                                 vm_flags);
687                 else if (PageAnon(page))
688                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont,
689                                                                 vm_flags);
690                 else if (page->mapping)
691                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont,
692                                                                 vm_flags);
693                 if (we_locked)
694                         unlock_page(page);
695         }
696 out:
697         if (page_test_and_clear_young(page))
698                 referenced++;
699
700         return referenced;
701 }
702
703 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
704                             unsigned long address)
705 {
706         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
707         pte_t *pte;
708         spinlock_t *ptl;
709         int ret = 0;
710
711         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
712         if (!pte)
713                 goto out;
714
715         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
716                 pte_t entry;
717
718                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
719                 entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
720                 entry = pte_wrprotect(entry);
721                 entry = pte_mkclean(entry);
722                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
723                 ret = 1;
724         }
725
726         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
727 out:
728         return ret;
729 }
730
731 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
732 {
733         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
734         struct vm_area_struct *vma;
735         struct prio_tree_iter iter;
736         int ret = 0;
737
738         BUG_ON(PageAnon(page));
739
740         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
741         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
742                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
743                         unsigned long address = vma_address(page, vma);
744                         if (address == -EFAULT)
745                                 continue;
746                         ret += page_mkclean_one(page, vma, address);
747                 }
748         }
749         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
750         return ret;
751 }
752
753 int page_mkclean(struct page *page)
754 {
755         int ret = 0;
756
757         BUG_ON(!PageLocked(page));
758
759         if (page_mapped(page)) {
760                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
761                 if (mapping) {
762                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
763                         if (page_test_dirty(page)) {
764                                 page_clear_dirty(page, 1);
765                                 ret = 1;
766                         }
767                 }
768         }
769
770         return ret;
771 }
772 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
773
774 /**
775  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
776  * @page:       the page to move to our anon_vma
777  * @vma:        the vma the page belongs to
778  * @address:    the user virtual address mapped
779  *
780  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
781  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
782  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
783  * processes.
784  */
785 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
786         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
787 {
788         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
789
790         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
791         VM_BUG_ON(!anon_vma);
792         VM_BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
793
794         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
795         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
796 }
797
798 /**
799  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
800  * @page:       Page to add to rmap     
801  * @vma:        VM area to add page to.
802  * @address:    User virtual address of the mapping     
803  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
804  */
805 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
806         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
807 {
808         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
809
810         BUG_ON(!anon_vma);
811
812         if (PageAnon(page))
813                 return;
814
815         /*
816          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
817          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
818          * page mapping!
819          */
820         if (!exclusive)
821                 anon_vma = anon_vma->root;
822
823         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
824         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
825         page->index = linear_page_index(vma, address);
826 }
827
828 /**
829  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
830  * @page:       the page to add the mapping to
831  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
832  * @address:    the user virtual address mapped
833  */
834 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
835         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
836 {
837 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
838         /*
839          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
840          * be set up correctly at this point.
841          *
842          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
843          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
844          * in which case the page is already known to be setup.
845          *
846          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
847          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
848          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
849          */
850         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
851         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
852 #endif
853 }
854
855 /**
856  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
857  * @page:       the page to add the mapping to
858  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
859  * @address:    the user virtual address mapped
860  *
861  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
862  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
863  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
864  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
865  */
866 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
867         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
868 {
869         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
870 }
871
872 /*
873  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
874  * into pages that are exclusively owned by the current process.
875  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
876  */
877 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
878         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
879 {
880         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
881         if (first)
882                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
883         if (unlikely(PageKsm(page)))
884                 return;
885
886         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
887         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
888         if (first)
889                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
890         else
891                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
892 }
893
894 /**
895  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
896  * @page:       the page to add the mapping to
897  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
898  * @address:    the user virtual address mapped
899  *
900  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
901  * This means the inc-and-test can be bypassed.
902  * Page does not have to be locked.
903  */
904 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
905         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
906 {
907         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
908         SetPageSwapBacked(page);
909         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
910         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
911         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
912         if (page_evictable(page, vma))
913                 lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
914         else
915                 add_page_to_unevictable_list(page);
916 }
917
918 /**
919  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
920  * @page: the page to add the mapping to
921  *
922  * The caller needs to hold the pte lock.
923  */
924 void page_add_file_rmap(struct page *page)
925 {
926         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
927                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
928                 mem_cgroup_update_file_mapped(page, 1);
929         }
930 }
931
932 /**
933  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
934  * @page: page to remove mapping from
935  *
936  * The caller needs to hold the pte lock.
937  */
938 void page_remove_rmap(struct page *page)
939 {
940         /* page still mapped by someone else? */
941         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
942                 return;
943
944         /*
945          * Now that the last pte has gone, s390 must transfer dirty
946          * flag from storage key to struct page.  We can usually skip
947          * this if the page is anon, so about to be freed; but perhaps
948          * not if it's in swapcache - there might be another pte slot
949          * containing the swap entry, but page not yet written to swap.
950          */
951         if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) && page_test_dirty(page)) {
952                 page_clear_dirty(page, 1);
953                 set_page_dirty(page);
954         }
955         /*
956          * Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES nor NR_FILE_MAPPED
957          * and not charged by memcg for now.
958          */
959         if (unlikely(PageHuge(page)))
960                 return;
961         if (PageAnon(page)) {
962                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
963                 __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
964         } else {
965                 __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
966                 mem_cgroup_update_file_mapped(page, -1);
967         }
968         /*
969          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
970          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
971          * which increments mapcount after us but sets mapping
972          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
973          * and remember that it's only reliable while mapped.
974          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
975          * faster for those pages still in swapcache.
976          */
977 }
978
979 /*
980  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
981  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
982  */
983 int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
984                      unsigned long address, enum ttu_flags flags)
985 {
986         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
987         pte_t *pte;
988         pte_t pteval;
989         spinlock_t *ptl;
990         int ret = SWAP_AGAIN;
991
992         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
993         if (!pte)
994                 goto out;
995
996         /*
997          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
998          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
999          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1000          */
1001         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1002                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1003                         goto out_mlock;
1004
1005                 if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1006                         goto out_unmap;
1007         }
1008         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1009                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1010                         ret = SWAP_FAIL;
1011                         goto out_unmap;
1012                 }
1013         }
1014
1015         /* Nuke the page table entry. */
1016         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1017         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1018
1019         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1020         if (pte_dirty(pteval))
1021                 set_page_dirty(page);
1022
1023         /* Update high watermark before we lower rss */
1024         update_hiwater_rss(mm);
1025
1026         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1027                 if (PageAnon(page))
1028                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1029                 else
1030                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1031                 set_pte_at(mm, address, pte,
1032                                 swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1033         } else if (PageAnon(page)) {
1034                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1035
1036                 if (PageSwapCache(page)) {
1037                         /*
1038                          * Store the swap location in the pte.
1039                          * See handle_pte_fault() ...
1040                          */
1041                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1042                                 set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1043                                 ret = SWAP_FAIL;
1044                                 goto out_unmap;
1045                         }
1046                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1047                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1048                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1049                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1050                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1051                         }
1052                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1053                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1054                 } else if (PAGE_MIGRATION) {
1055                         /*
1056                          * Store the pfn of the page in a special migration
1057                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1058                          * pte is removed and then restart fault handling.
1059                          */
1060                         BUG_ON(TTU_ACTION(flags) != TTU_MIGRATION);
1061                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1062                 }
1063                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1064                 BUG_ON(pte_file(*pte));
1065         } else if (PAGE_MIGRATION && (TTU_ACTION(flags) == TTU_MIGRATION)) {
1066                 /* Establish migration entry for a file page */
1067                 swp_entry_t entry;
1068                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1069                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1070         } else
1071                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1072
1073         page_remove_rmap(page);
1074         page_cache_release(page);
1075
1076 out_unmap:
1077         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1078 out:
1079         return ret;
1080
1081 out_mlock:
1082         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1083
1084
1085         /*
1086          * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
1087          * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
1088          * we now hold anon_vma->lock or mapping->i_mmap_lock.
1089          * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
1090          * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
1091          * page is actually mlocked.
1092          */
1093         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1094                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1095                         mlock_vma_page(page);
1096                         ret = SWAP_MLOCK;
1097                 }
1098                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1099         }
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
1105  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
1106  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
1107  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
1108  *
1109  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
1110  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
1111  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
1112  * around the vma's virtual address space.
1113  *
1114  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
1115  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
1116  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
1117  *
1118  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
1119  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
1120  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
1121  *
1122  * Mlocked pages:  check VM_LOCKED under mmap_sem held for read, if we can
1123  * acquire it without blocking.  If vma locked, mlock the pages in the cluster,
1124  * rather than unmapping them.  If we encounter the "check_page" that vmscan is
1125  * trying to unmap, return SWAP_MLOCK, else default SWAP_AGAIN.
1126  */
1127 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
1128 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
1129
1130 static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
1131                 struct vm_area_struct *vma, struct page *check_page)
1132 {
1133         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1134         pgd_t *pgd;
1135         pud_t *pud;
1136         pmd_t *pmd;
1137         pte_t *pte;
1138         pte_t pteval;
1139         spinlock_t *ptl;
1140         struct page *page;
1141         unsigned long address;
1142         unsigned long end;
1143         int ret = SWAP_AGAIN;
1144         int locked_vma = 0;
1145
1146         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
1147         end = address + CLUSTER_SIZE;
1148         if (address < vma->vm_start)
1149                 address = vma->vm_start;
1150         if (end > vma->vm_end)
1151                 end = vma->vm_end;
1152
1153         pgd = pgd_offset(mm, address);
1154         if (!pgd_present(*pgd))
1155                 return ret;
1156
1157         pud = pud_offset(pgd, address);
1158         if (!pud_present(*pud))
1159                 return ret;
1160
1161         pmd = pmd_offset(pud, address);
1162         if (!pmd_present(*pmd))
1163                 return ret;
1164
1165         /*
1166          * If we can acquire the mmap_sem for read, and vma is VM_LOCKED,
1167          * keep the sem while scanning the cluster for mlocking pages.
1168          */
1169         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1170                 locked_vma = (vma->vm_flags & VM_LOCKED);
1171                 if (!locked_vma)
1172                         up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem); /* don't need it */
1173         }
1174
1175         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
1176
1177         /* Update high watermark before we lower rss */
1178         update_hiwater_rss(mm);
1179
1180         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
1181                 if (!pte_present(*pte))
1182                         continue;
1183                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
1184                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
1185
1186                 if (locked_vma) {
1187                         mlock_vma_page(page);   /* no-op if already mlocked */
1188                         if (page == check_page)
1189                                 ret = SWAP_MLOCK;
1190                         continue;       /* don't unmap */
1191                 }
1192
1193                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
1194                         continue;
1195
1196                 /* Nuke the page table entry. */
1197                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1198                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1199
1200                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
1201                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
1202                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
1203
1204                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1205                 if (pte_dirty(pteval))
1206                         set_page_dirty(page);
1207
1208                 page_remove_rmap(page);
1209                 page_cache_release(page);
1210                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1211                 (*mapcount)--;
1212         }
1213         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
1214         if (locked_vma)
1215                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1216         return ret;
1217 }
1218
1219 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1220 {
1221         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1222
1223         if (!maybe_stack)
1224                 return false;
1225
1226         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1227                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1228                 return true;
1229
1230         return false;
1231 }
1232
1233 /**
1234  * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
1235  * rmap method
1236  * @page: the page to unmap/unlock
1237  * @flags: action and flags
1238  *
1239  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1240  * contained in the anon_vma struct it points to.
1241  *
1242  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1243  * anonymous pages.
1244  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1245  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1246  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1247  * 'LOCKED.
1248  */
1249 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1250 {
1251         struct anon_vma *anon_vma;
1252         struct anon_vma_chain *avc;
1253         int ret = SWAP_AGAIN;
1254
1255         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
1256         if (!anon_vma)
1257                 return ret;
1258
1259         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1260                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1261                 unsigned long address;
1262
1263                 /*
1264                  * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1265                  * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1266                  * page tables leading to a race where migration cannot
1267                  * find the migration ptes. Rather than increasing the
1268                  * locking requirements of exec(), migration skips
1269                  * temporary VMAs until after exec() completes.
1270                  */
1271                 if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
1272                                 is_vma_temporary_stack(vma))
1273                         continue;
1274
1275                 address = vma_address(page, vma);
1276                 if (address == -EFAULT)
1277                         continue;
1278                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1279                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1280                         break;
1281         }
1282
1283         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
1284         return ret;
1285 }
1286
1287 /**
1288  * try_to_unmap_file - unmap/unlock file page using the object-based rmap method
1289  * @page: the page to unmap/unlock
1290  * @flags: action and flags
1291  *
1292  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1293  * contained in the address_space struct it points to.
1294  *
1295  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1296  * object-based pages.
1297  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1298  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1299  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1300  * 'LOCKED.
1301  */
1302 static int try_to_unmap_file(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1303 {
1304         struct address_space *mapping = page->mapping;
1305         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1306         struct vm_area_struct *vma;
1307         struct prio_tree_iter iter;
1308         int ret = SWAP_AGAIN;
1309         unsigned long cursor;
1310         unsigned long max_nl_cursor = 0;
1311         unsigned long max_nl_size = 0;
1312         unsigned int mapcount;
1313
1314         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1315         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1316                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1317                 if (address == -EFAULT)
1318                         continue;
1319                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1320                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1321                         goto out;
1322         }
1323
1324         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
1325                 goto out;
1326
1327         /*
1328          * We don't bother to try to find the munlocked page in nonlinears.
1329          * It's costly. Instead, later, page reclaim logic may call
1330          * try_to_unmap(TTU_MUNLOCK) and recover PG_mlocked lazily.
1331          */
1332         if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1333                 goto out;
1334
1335         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1336                                                 shared.vm_set.list) {
1337                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1338                 if (cursor > max_nl_cursor)
1339                         max_nl_cursor = cursor;
1340                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
1341                 if (cursor > max_nl_size)
1342                         max_nl_size = cursor;
1343         }
1344
1345         if (max_nl_size == 0) { /* all nonlinears locked or reserved ? */
1346                 ret = SWAP_FAIL;
1347                 goto out;
1348         }
1349
1350         /*
1351          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
1352          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
1353          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
1354          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
1355          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
1356          */
1357         mapcount = page_mapcount(page);
1358         if (!mapcount)
1359                 goto out;
1360         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1361
1362         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
1363         if (max_nl_cursor == 0)
1364                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
1365
1366         do {
1367                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1368                                                 shared.vm_set.list) {
1369                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1370                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
1371                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
1372                                 if (try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount,
1373                                                 vma, page) == SWAP_MLOCK)
1374                                         ret = SWAP_MLOCK;
1375                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
1376                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
1377                                 if ((int)mapcount <= 0)
1378                                         goto out;
1379                         }
1380                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
1381                 }
1382                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1383                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
1384         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
1385
1386         /*
1387          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
1388          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
1389          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
1390          */
1391         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
1392                 vma->vm_private_data = NULL;
1393 out:
1394         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
1395         return ret;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1400  * @page: the page to get unmapped
1401  * @flags: action and flags
1402  *
1403  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1404  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1405  * Return values are:
1406  *
1407  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1408  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1409  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1410  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1411  */
1412 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1413 {
1414         int ret;
1415
1416         BUG_ON(!PageLocked(page));
1417         BUG_ON(PageTransHuge(page));
1418
1419         if (unlikely(PageKsm(page)))
1420                 ret = try_to_unmap_ksm(page, flags);
1421         else if (PageAnon(page))
1422                 ret = try_to_unmap_anon(page, flags);
1423         else
1424                 ret = try_to_unmap_file(page, flags);
1425         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1426                 ret = SWAP_SUCCESS;
1427         return ret;
1428 }
1429
1430 /**
1431  * try_to_munlock - try to munlock a page
1432  * @page: the page to be munlocked
1433  *
1434  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1435  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1436  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1437  *
1438  * Return values are:
1439  *
1440  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1441  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1442  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1443  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1444  */
1445 int try_to_munlock(struct page *page)
1446 {
1447         VM_BUG_ON(!PageLocked(page) || PageLRU(page));
1448
1449         if (unlikely(PageKsm(page)))
1450                 return try_to_unmap_ksm(page, TTU_MUNLOCK);
1451         else if (PageAnon(page))
1452                 return try_to_unmap_anon(page, TTU_MUNLOCK);
1453         else
1454                 return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
1455 }
1456
1457 #if defined(CONFIG_KSM) || defined(CONFIG_MIGRATION)
1458 /*
1459  * Drop an anon_vma refcount, freeing the anon_vma and anon_vma->root
1460  * if necessary.  Be careful to do all the tests under the lock.  Once
1461  * we know we are the last user, nobody else can get a reference and we
1462  * can do the freeing without the lock.
1463  */
1464 void drop_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1465 {
1466         BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->external_refcount) <= 0);
1467         if (atomic_dec_and_lock(&anon_vma->external_refcount, &anon_vma->root->lock)) {
1468                 struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1469                 int empty = list_empty(&anon_vma->head);
1470                 int last_root_user = 0;
1471                 int root_empty = 0;
1472
1473                 /*
1474                  * The refcount on a non-root anon_vma got dropped.  Drop
1475                  * the refcount on the root and check if we need to free it.
1476                  */
1477                 if (empty && anon_vma != root) {
1478                         BUG_ON(atomic_read(&root->external_refcount) <= 0);
1479                         last_root_user = atomic_dec_and_test(&root->external_refcount);
1480                         root_empty = list_empty(&root->head);
1481                 }
1482                 anon_vma_unlock(anon_vma);
1483
1484                 if (empty) {
1485                         anon_vma_free(anon_vma);
1486                         if (root_empty && last_root_user)
1487                                 anon_vma_free(root);
1488                 }
1489         }
1490 }
1491 #endif
1492
1493 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1494 /*
1495  * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
1496  * Called by migrate.c to remove migration ptes, but might be used more later.
1497  */
1498 static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1499                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1500 {
1501         struct anon_vma *anon_vma;
1502         struct anon_vma_chain *avc;
1503         int ret = SWAP_AGAIN;
1504
1505         /*
1506          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
1507          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1508          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1509          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1510          */
1511         anon_vma = page_anon_vma(page);
1512         if (!anon_vma)
1513                 return ret;
1514         anon_vma_lock(anon_vma);
1515         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1516                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1517                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1518                 if (address == -EFAULT)
1519                         continue;
1520                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1521                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1522                         break;
1523         }
1524         anon_vma_unlock(anon_vma);
1525         return ret;
1526 }
1527
1528 static int rmap_walk_file(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1529                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1530 {
1531         struct address_space *mapping = page->mapping;
1532         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1533         struct vm_area_struct *vma;
1534         struct prio_tree_iter iter;
1535         int ret = SWAP_AGAIN;
1536
1537         if (!mapping)
1538                 return ret;
1539         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1540         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1541                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1542                 if (address == -EFAULT)
1543                         continue;
1544                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1545                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1546                         break;
1547         }
1548         /*
1549          * No nonlinear handling: being always shared, nonlinear vmas
1550          * never contain migration ptes.  Decide what to do about this
1551          * limitation to linear when we need rmap_walk() on nonlinear.
1552          */
1553         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
1554         return ret;
1555 }
1556
1557 int rmap_walk(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1558                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1559 {
1560         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1561
1562         if (unlikely(PageKsm(page)))
1563                 return rmap_walk_ksm(page, rmap_one, arg);
1564         else if (PageAnon(page))
1565                 return rmap_walk_anon(page, rmap_one, arg);
1566         else
1567                 return rmap_walk_file(page, rmap_one, arg);
1568 }
1569 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
1570
1571 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1572 /*
1573  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1574  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1575  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1576  */
1577 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1578         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1579 {
1580         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1581
1582         BUG_ON(!anon_vma);
1583
1584         if (PageAnon(page))
1585                 return;
1586         if (!exclusive)
1587                 anon_vma = anon_vma->root;
1588
1589         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1590         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1591         page->index = linear_page_index(vma, address);
1592 }
1593
1594 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1595                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1596 {
1597         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1598         int first;
1599
1600         BUG_ON(!PageLocked(page));
1601         BUG_ON(!anon_vma);
1602         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1603         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1604         if (first)
1605                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1606 }
1607
1608 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1609                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1610 {
1611         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1612         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1613         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1614 }
1615 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */