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