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