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