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