[PATCH] page_mkclean_one(): fix call to set_pte_at()
[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 (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
41 #include <linux/mm.h>
42 #include <linux/pagemap.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/init.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/rcupdate.h>
49 #include <linux/module.h>
50 #include <linux/kallsyms.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53
54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
55
56 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
57 {
58 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
59         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
60         struct vm_area_struct *vma;
61         unsigned int mapcount = 0;
62         int found = 0;
63
64         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
65                 mapcount++;
66                 BUG_ON(mapcount > 100000);
67                 if (vma == find_vma)
68                         found = 1;
69         }
70         BUG_ON(!found);
71 #endif
72 }
73
74 /* This must be called under the mmap_sem. */
75 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
76 {
77         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
78
79         might_sleep();
80         if (unlikely(!anon_vma)) {
81                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
82                 struct anon_vma *allocated, *locked;
83
84                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
85                 if (anon_vma) {
86                         allocated = NULL;
87                         locked = anon_vma;
88                         spin_lock(&locked->lock);
89                 } else {
90                         anon_vma = anon_vma_alloc();
91                         if (unlikely(!anon_vma))
92                                 return -ENOMEM;
93                         allocated = anon_vma;
94                         locked = NULL;
95                 }
96
97                 /* page_table_lock to protect against threads */
98                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
99                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
100                         vma->anon_vma = anon_vma;
101                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
102                         allocated = NULL;
103                 }
104                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
105
106                 if (locked)
107                         spin_unlock(&locked->lock);
108                 if (unlikely(allocated))
109                         anon_vma_free(allocated);
110         }
111         return 0;
112 }
113
114 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
115 {
116         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
117         list_del(&next->anon_vma_node);
118 }
119
120 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
121 {
122         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
123
124         if (anon_vma) {
125                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
126                 validate_anon_vma(vma);
127         }
128 }
129
130 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
131 {
132         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
133
134         if (anon_vma) {
135                 spin_lock(&anon_vma->lock);
136                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
137                 validate_anon_vma(vma);
138                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
139         }
140 }
141
142 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
143 {
144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
145         int empty;
146
147         if (!anon_vma)
148                 return;
149
150         spin_lock(&anon_vma->lock);
151         validate_anon_vma(vma);
152         list_del(&vma->anon_vma_node);
153
154         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
155         empty = list_empty(&anon_vma->head);
156         spin_unlock(&anon_vma->lock);
157
158         if (empty)
159                 anon_vma_free(anon_vma);
160 }
161
162 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
163                           unsigned long flags)
164 {
165         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
166                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
167                 struct anon_vma *anon_vma = data;
168
169                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
170                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
171         }
172 }
173
174 void __init anon_vma_init(void)
175 {
176         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
177                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
178 }
179
180 /*
181  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
182  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
183  */
184 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
185 {
186         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
187         unsigned long anon_mapping;
188
189         rcu_read_lock();
190         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
191         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
192                 goto out;
193         if (!page_mapped(page))
194                 goto out;
195
196         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
197         spin_lock(&anon_vma->lock);
198 out:
199         rcu_read_unlock();
200         return anon_vma;
201 }
202
203 /*
204  * At what user virtual address is page expected in vma?
205  */
206 static inline unsigned long
207 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
208 {
209         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
210         unsigned long address;
211
212         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
213         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
214                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
215                 BUG_ON(!PageAnon(page));
216                 return -EFAULT;
217         }
218         return address;
219 }
220
221 /*
222  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
223  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
224  */
225 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
226 {
227         if (PageAnon(page)) {
228                 if ((void *)vma->anon_vma !=
229                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
230                         return -EFAULT;
231         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
232                 if (!vma->vm_file ||
233                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
234                         return -EFAULT;
235         } else
236                 return -EFAULT;
237         return vma_address(page, vma);
238 }
239
240 /*
241  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
242  *
243  * On success returns with pte mapped and locked.
244  */
245 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
246                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
247 {
248         pgd_t *pgd;
249         pud_t *pud;
250         pmd_t *pmd;
251         pte_t *pte;
252         spinlock_t *ptl;
253
254         pgd = pgd_offset(mm, address);
255         if (!pgd_present(*pgd))
256                 return NULL;
257
258         pud = pud_offset(pgd, address);
259         if (!pud_present(*pud))
260                 return NULL;
261
262         pmd = pmd_offset(pud, address);
263         if (!pmd_present(*pmd))
264                 return NULL;
265
266         pte = pte_offset_map(pmd, address);
267         /* Make a quick check before getting the lock */
268         if (!pte_present(*pte)) {
269                 pte_unmap(pte);
270                 return NULL;
271         }
272
273         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
274         spin_lock(ptl);
275         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
276                 *ptlp = ptl;
277                 return pte;
278         }
279         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
280         return NULL;
281 }
282
283 /*
284  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
285  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
286  */
287 static int page_referenced_one(struct page *page,
288         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
289 {
290         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
291         unsigned long address;
292         pte_t *pte;
293         spinlock_t *ptl;
294         int referenced = 0;
295
296         address = vma_address(page, vma);
297         if (address == -EFAULT)
298                 goto out;
299
300         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
301         if (!pte)
302                 goto out;
303
304         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
305                 referenced++;
306
307         /* Pretend the page is referenced if the task has the
308            swap token and is in the middle of a page fault. */
309         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
310                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
311                 referenced++;
312
313         (*mapcount)--;
314         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
315 out:
316         return referenced;
317 }
318
319 static int page_referenced_anon(struct page *page)
320 {
321         unsigned int mapcount;
322         struct anon_vma *anon_vma;
323         struct vm_area_struct *vma;
324         int referenced = 0;
325
326         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
327         if (!anon_vma)
328                 return referenced;
329
330         mapcount = page_mapcount(page);
331         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
332                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
333                 if (!mapcount)
334                         break;
335         }
336         spin_unlock(&anon_vma->lock);
337         return referenced;
338 }
339
340 /**
341  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
342  * @page: the page we're checking references on.
343  *
344  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
345  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
346  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
347  * of references it found.
348  *
349  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
350  */
351 static int page_referenced_file(struct page *page)
352 {
353         unsigned int mapcount;
354         struct address_space *mapping = page->mapping;
355         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
356         struct vm_area_struct *vma;
357         struct prio_tree_iter iter;
358         int referenced = 0;
359
360         /*
361          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
362          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
363          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
364          */
365         BUG_ON(PageAnon(page));
366
367         /*
368          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
369          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
370          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
371          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
372          */
373         BUG_ON(!PageLocked(page));
374
375         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
376
377         /*
378          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
379          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
380          */
381         mapcount = page_mapcount(page);
382
383         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
384                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
385                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
386                         referenced++;
387                         break;
388                 }
389                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
390                 if (!mapcount)
391                         break;
392         }
393
394         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
395         return referenced;
396 }
397
398 /**
399  * page_referenced - test if the page was referenced
400  * @page: the page to test
401  * @is_locked: caller holds lock on the page
402  *
403  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
404  * returns the number of ptes which referenced the page.
405  */
406 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
407 {
408         int referenced = 0;
409
410         if (page_test_and_clear_young(page))
411                 referenced++;
412
413         if (TestClearPageReferenced(page))
414                 referenced++;
415
416         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
417                 if (PageAnon(page))
418                         referenced += page_referenced_anon(page);
419                 else if (is_locked)
420                         referenced += page_referenced_file(page);
421                 else if (TestSetPageLocked(page))
422                         referenced++;
423                 else {
424                         if (page->mapping)
425                                 referenced += page_referenced_file(page);
426                         unlock_page(page);
427                 }
428         }
429         return referenced;
430 }
431
432 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
433 {
434         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
435         unsigned long address;
436         pte_t *pte;
437         spinlock_t *ptl;
438         int ret = 0;
439
440         address = vma_address(page, vma);
441         if (address == -EFAULT)
442                 goto out;
443
444         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
445         if (!pte)
446                 goto out;
447
448         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
449                 pte_t entry;
450
451                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
452                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
453                 entry = pte_wrprotect(entry);
454                 entry = pte_mkclean(entry);
455                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
456                 lazy_mmu_prot_update(entry);
457                 ret = 1;
458         }
459
460         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
461 out:
462         return ret;
463 }
464
465 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
466 {
467         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
468         struct vm_area_struct *vma;
469         struct prio_tree_iter iter;
470         int ret = 0;
471
472         BUG_ON(PageAnon(page));
473
474         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
475         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
476                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
477                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
478         }
479         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
480         return ret;
481 }
482
483 int page_mkclean(struct page *page)
484 {
485         int ret = 0;
486
487         BUG_ON(!PageLocked(page));
488
489         if (page_mapped(page)) {
490                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
491                 if (mapping)
492                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
493         }
494         if (page_test_and_clear_dirty(page))
495                 ret = 1;
496
497         return ret;
498 }
499
500 /**
501  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
502  * @page:       the page to add the mapping to
503  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
504  * @address:    the user virtual address mapped
505  */
506 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
507         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
508 {
509         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
510
511         BUG_ON(!anon_vma);
512         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
513         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
514
515         page->index = linear_page_index(vma, address);
516
517         /*
518          * nr_mapped state can be updated without turning off
519          * interrupts because it is not modified via interrupt.
520          */
521         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
522 }
523
524 /**
525  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
526  * @page:       the page to add the mapping to
527  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
528  * @address:    the user virtual address mapped
529  *
530  * The caller needs to hold the pte lock.
531  */
532 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
533         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
534 {
535         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
536                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
537         /* else checking page index and mapping is racy */
538 }
539
540 /*
541  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
542  * @page:       the page to add the mapping to
543  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
544  * @address:    the user virtual address mapped
545  *
546  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
547  * This means the inc-and-test can be bypassed.
548  */
549 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
550         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
551 {
552         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
553         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
554 }
555
556 /**
557  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
558  * @page: the page to add the mapping to
559  *
560  * The caller needs to hold the pte lock.
561  */
562 void page_add_file_rmap(struct page *page)
563 {
564         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
565                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
566 }
567
568 /**
569  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
570  * @page: page to remove mapping from
571  *
572  * The caller needs to hold the pte lock.
573  */
574 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
575 {
576         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
577                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
578                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
579                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
580                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
581                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
582                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
583                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
584                         if (vma->vm_ops)
585                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
586                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
587                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
588                         BUG();
589                 }
590
591                 /*
592                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
593                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
594                  * which increments mapcount after us but sets mapping
595                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
596                  * and remember that it's only reliable while mapped.
597                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
598                  * faster for those pages still in swapcache.
599                  */
600                 if (page_test_and_clear_dirty(page))
601                         set_page_dirty(page);
602                 __dec_zone_page_state(page,
603                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
604         }
605 }
606
607 /*
608  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
609  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
610  */
611 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
612                                 int migration)
613 {
614         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
615         unsigned long address;
616         pte_t *pte;
617         pte_t pteval;
618         spinlock_t *ptl;
619         int ret = SWAP_AGAIN;
620
621         address = vma_address(page, vma);
622         if (address == -EFAULT)
623                 goto out;
624
625         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
626         if (!pte)
627                 goto out;
628
629         /*
630          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
631          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
632          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
633          */
634         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
635                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
636                 ret = SWAP_FAIL;
637                 goto out_unmap;
638         }
639
640         /* Nuke the page table entry. */
641         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
642         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
643
644         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
645         if (pte_dirty(pteval))
646                 set_page_dirty(page);
647
648         /* Update high watermark before we lower rss */
649         update_hiwater_rss(mm);
650
651         if (PageAnon(page)) {
652                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
653
654                 if (PageSwapCache(page)) {
655                         /*
656                          * Store the swap location in the pte.
657                          * See handle_pte_fault() ...
658                          */
659                         swap_duplicate(entry);
660                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
661                                 spin_lock(&mmlist_lock);
662                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
663                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
664                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
665                         }
666                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
667 #ifdef CONFIG_MIGRATION
668                 } else {
669                         /*
670                          * Store the pfn of the page in a special migration
671                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
672                          * pte is removed and then restart fault handling.
673                          */
674                         BUG_ON(!migration);
675                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
676 #endif
677                 }
678                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
679                 BUG_ON(pte_file(*pte));
680         } else
681 #ifdef CONFIG_MIGRATION
682         if (migration) {
683                 /* Establish migration entry for a file page */
684                 swp_entry_t entry;
685                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
686                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
687         } else
688 #endif
689                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
690
691
692         page_remove_rmap(page, vma);
693         page_cache_release(page);
694
695 out_unmap:
696         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
697 out:
698         return ret;
699 }
700
701 /*
702  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
703  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
704  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
705  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
706  *
707  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
708  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
709  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
710  * around the vma's virtual address space.
711  *
712  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
713  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
714  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
715  *
716  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
717  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
718  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
719  */
720 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
721 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
722
723 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
724         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
725 {
726         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
727         pgd_t *pgd;
728         pud_t *pud;
729         pmd_t *pmd;
730         pte_t *pte;
731         pte_t pteval;
732         spinlock_t *ptl;
733         struct page *page;
734         unsigned long address;
735         unsigned long end;
736
737         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
738         end = address + CLUSTER_SIZE;
739         if (address < vma->vm_start)
740                 address = vma->vm_start;
741         if (end > vma->vm_end)
742                 end = vma->vm_end;
743
744         pgd = pgd_offset(mm, address);
745         if (!pgd_present(*pgd))
746                 return;
747
748         pud = pud_offset(pgd, address);
749         if (!pud_present(*pud))
750                 return;
751
752         pmd = pmd_offset(pud, address);
753         if (!pmd_present(*pmd))
754                 return;
755
756         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
757
758         /* Update high watermark before we lower rss */
759         update_hiwater_rss(mm);
760
761         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
762                 if (!pte_present(*pte))
763                         continue;
764                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
765                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
766
767                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
768                         continue;
769
770                 /* Nuke the page table entry. */
771                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
772                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
773
774                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
775                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
776                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
777
778                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
779                 if (pte_dirty(pteval))
780                         set_page_dirty(page);
781
782                 page_remove_rmap(page, vma);
783                 page_cache_release(page);
784                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
785                 (*mapcount)--;
786         }
787         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
788 }
789
790 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
791 {
792         struct anon_vma *anon_vma;
793         struct vm_area_struct *vma;
794         int ret = SWAP_AGAIN;
795
796         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
797         if (!anon_vma)
798                 return ret;
799
800         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
801                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
802                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
803                         break;
804         }
805         spin_unlock(&anon_vma->lock);
806         return ret;
807 }
808
809 /**
810  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
811  * @page: the page to unmap
812  *
813  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
814  * contained in the address_space struct it points to.
815  *
816  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
817  */
818 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
819 {
820         struct address_space *mapping = page->mapping;
821         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
822         struct vm_area_struct *vma;
823         struct prio_tree_iter iter;
824         int ret = SWAP_AGAIN;
825         unsigned long cursor;
826         unsigned long max_nl_cursor = 0;
827         unsigned long max_nl_size = 0;
828         unsigned int mapcount;
829
830         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
831         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
832                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
833                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
834                         goto out;
835         }
836
837         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
838                 goto out;
839
840         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
841                                                 shared.vm_set.list) {
842                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
843                         continue;
844                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
845                 if (cursor > max_nl_cursor)
846                         max_nl_cursor = cursor;
847                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
848                 if (cursor > max_nl_size)
849                         max_nl_size = cursor;
850         }
851
852         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
853                 ret = SWAP_FAIL;
854                 goto out;
855         }
856
857         /*
858          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
859          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
860          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
861          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
862          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
863          */
864         mapcount = page_mapcount(page);
865         if (!mapcount)
866                 goto out;
867         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
868
869         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
870         if (max_nl_cursor == 0)
871                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
872
873         do {
874                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
875                                                 shared.vm_set.list) {
876                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
877                                 continue;
878                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
879                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
880                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
881                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
882                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
883                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
884                                 if ((int)mapcount <= 0)
885                                         goto out;
886                         }
887                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
888                 }
889                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
890                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
891         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
892
893         /*
894          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
895          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
896          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
897          */
898         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
899                 vma->vm_private_data = NULL;
900 out:
901         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
902         return ret;
903 }
904
905 /**
906  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
907  * @page: the page to get unmapped
908  *
909  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
910  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
911  * Return values are:
912  *
913  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
914  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
915  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
916  */
917 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
918 {
919         int ret;
920
921         BUG_ON(!PageLocked(page));
922
923         if (PageAnon(page))
924                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
925         else
926                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
927
928         if (!page_mapped(page))
929                 ret = SWAP_SUCCESS;
930         return ret;
931 }
932