[S390] add support for nonquiescing sske
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_lock
28  *         anon_vma->lock
29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
39  *
40  * (code doesn't rely on that order so it could be switched around)
41  * ->tasklist_lock
42  *   anon_vma->lock      (memory_failure, collect_procs_anon)
43  *     pte map lock
44  */
45
46 #include <linux/mm.h>
47 #include <linux/pagemap.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/swapops.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/init.h>
52 #include <linux/ksm.h>
53 #include <linux/rmap.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/module.h>
56 #include <linux/memcontrol.h>
57 #include <linux/mmu_notifier.h>
58 #include <linux/migrate.h>
59 #include <linux/hugetlb.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62
63 #include "internal.h"
64
65 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
66 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
67
68 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
69 {
70         return kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
71 }
72
73 void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
74 {
75         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
76 }
77
78 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(void)
79 {
80         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, GFP_KERNEL);
81 }
82
83 void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
84 {
85         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
86 }
87
88 /**
89  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
90  * @vma: the memory region in question
91  *
92  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
93  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
94  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
95  *
96  * The common case will be that we already have one, but if
97  * if not we either need to find an adjacent mapping that we
98  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
99  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
100  * allocate a new one.
101  *
102  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
103  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma()
104  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
105  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
106  * anon_vma isn't actually destroyed).
107  *
108  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
109  * for the new allocation. At the same time, we do not want
110  * to do any locking for the common case of already having
111  * an anon_vma.
112  *
113  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
114  */
115 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
116 {
117         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
118         struct anon_vma_chain *avc;
119
120         might_sleep();
121         if (unlikely(!anon_vma)) {
122                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
123                 struct anon_vma *allocated;
124
125                 avc = anon_vma_chain_alloc();
126                 if (!avc)
127                         goto out_enomem;
128
129                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
130                 allocated = NULL;
131                 if (!anon_vma) {
132                         anon_vma = anon_vma_alloc();
133                         if (unlikely(!anon_vma))
134                                 goto out_enomem_free_avc;
135                         allocated = anon_vma;
136                         /*
137                          * This VMA had no anon_vma yet.  This anon_vma is
138                          * the root of any anon_vma tree that might form.
139                          */
140                         anon_vma->root = anon_vma;
141                 }
142
143                 anon_vma_lock(anon_vma);
144                 /* page_table_lock to protect against threads */
145                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
146                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
147                         vma->anon_vma = anon_vma;
148                         avc->anon_vma = anon_vma;
149                         avc->vma = vma;
150                         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
151                         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
152                         allocated = NULL;
153                         avc = NULL;
154                 }
155                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
156                 anon_vma_unlock(anon_vma);
157
158                 if (unlikely(allocated))
159                         anon_vma_free(allocated);
160                 if (unlikely(avc))
161                         anon_vma_chain_free(avc);
162         }
163         return 0;
164
165  out_enomem_free_avc:
166         anon_vma_chain_free(avc);
167  out_enomem:
168         return -ENOMEM;
169 }
170
171 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
172                                 struct anon_vma_chain *avc,
173                                 struct anon_vma *anon_vma)
174 {
175         avc->vma = vma;
176         avc->anon_vma = anon_vma;
177         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
178
179         anon_vma_lock(anon_vma);
180         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
181         anon_vma_unlock(anon_vma);
182 }
183
184 /*
185  * Attach the anon_vmas from src to dst.
186  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
187  */
188 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
189 {
190         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
191
192         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
193                 avc = anon_vma_chain_alloc();
194                 if (!avc)
195                         goto enomem_failure;
196                 anon_vma_chain_link(dst, avc, pavc->anon_vma);
197         }
198         return 0;
199
200  enomem_failure:
201         unlink_anon_vmas(dst);
202         return -ENOMEM;
203 }
204
205 /*
206  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
207  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
208  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
209  */
210 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
211 {
212         struct anon_vma_chain *avc;
213         struct anon_vma *anon_vma;
214
215         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
216         if (!pvma->anon_vma)
217                 return 0;
218
219         /*
220          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
221          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
222          */
223         if (anon_vma_clone(vma, pvma))
224                 return -ENOMEM;
225
226         /* Then add our own anon_vma. */
227         anon_vma = anon_vma_alloc();
228         if (!anon_vma)
229                 goto out_error;
230         avc = anon_vma_chain_alloc();
231         if (!avc)
232                 goto out_error_free_anon_vma;
233
234         /*
235          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
236          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
237          */
238         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
239         /*
240          * With KSM refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
241          * process it belongs to.  The root anon_vma needs to be pinned
242          * until this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
243          */
244         get_anon_vma(anon_vma->root);
245         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
246         vma->anon_vma = anon_vma;
247         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
248
249         return 0;
250
251  out_error_free_anon_vma:
252         anon_vma_free(anon_vma);
253  out_error:
254         unlink_anon_vmas(vma);
255         return -ENOMEM;
256 }
257
258 static void anon_vma_unlink(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
259 {
260         struct anon_vma *anon_vma = anon_vma_chain->anon_vma;
261         int empty;
262
263         /* If anon_vma_fork fails, we can get an empty anon_vma_chain. */
264         if (!anon_vma)
265                 return;
266
267         anon_vma_lock(anon_vma);
268         list_del(&anon_vma_chain->same_anon_vma);
269
270         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
271         empty = list_empty(&anon_vma->head) && !anonvma_external_refcount(anon_vma);
272         anon_vma_unlock(anon_vma);
273
274         if (empty) {
275                 /* We no longer need the root anon_vma */
276                 if (anon_vma->root != anon_vma)
277                         drop_anon_vma(anon_vma->root);
278                 anon_vma_free(anon_vma);
279         }
280 }
281
282 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
283 {
284         struct anon_vma_chain *avc, *next;
285
286         /*
287          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
288          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
289          */
290         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
291                 anon_vma_unlink(avc);
292                 list_del(&avc->same_vma);
293                 anon_vma_chain_free(avc);
294         }
295 }
296
297 static void anon_vma_ctor(void *data)
298 {
299         struct anon_vma *anon_vma = data;
300
301         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
302         anonvma_external_refcount_init(anon_vma);
303         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
304 }
305
306 void __init anon_vma_init(void)
307 {
308         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
309                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
310         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
311 }
312
313 /*
314  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
315  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
316  */
317 struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
318 {
319         struct anon_vma *anon_vma, *root_anon_vma;
320         unsigned long anon_mapping;
321
322         rcu_read_lock();
323         anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
324         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
325                 goto out;
326         if (!page_mapped(page))
327                 goto out;
328
329         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
330         root_anon_vma = ACCESS_ONCE(anon_vma->root);
331         spin_lock(&root_anon_vma->lock);
332
333         /*
334          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
335          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against
336          * the anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
337          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the spin_lock above cannot
338          * corrupt): with anon_vma_prepare() or anon_vma_fork() redirecting
339          * anon_vma->root before page_unlock_anon_vma() is called to unlock.
340          */
341         if (page_mapped(page))
342                 return anon_vma;
343
344         spin_unlock(&root_anon_vma->lock);
345 out:
346         rcu_read_unlock();
347         return NULL;
348 }
349
350 void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
351 {
352         anon_vma_unlock(anon_vma);
353         rcu_read_unlock();
354 }
355
356 /*
357  * At what user virtual address is page expected in @vma?
358  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
359  * within the range mapped the @vma.
360  */
361 static inline unsigned long
362 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
363 {
364         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
365         unsigned long address;
366
367         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
368                 pgoff = page->index << huge_page_order(page_hstate(page));
369         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
370         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
371                 /* page should be within @vma mapping range */
372                 return -EFAULT;
373         }
374         return address;
375 }
376
377 /*
378  * At what user virtual address is page expected in vma?
379  * Caller should check the page is actually part of the vma.
380  */
381 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
382 {
383         if (PageAnon(page)) {
384                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
385                 /*
386                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
387                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
388                  */
389                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
390                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
391                         return -EFAULT;
392         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
393                 if (!vma->vm_file ||
394                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
395                         return -EFAULT;
396         } else
397                 return -EFAULT;
398         return vma_address(page, vma);
399 }
400
401 /*
402  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
403  *
404  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
405  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
406  * highly shared pages).
407  *
408  * On success returns with pte mapped and locked.
409  */
410 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
411                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
412 {
413         pgd_t *pgd;
414         pud_t *pud;
415         pmd_t *pmd;
416         pte_t *pte;
417         spinlock_t *ptl;
418
419         if (unlikely(PageHuge(page))) {
420                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
421                 ptl = &mm->page_table_lock;
422                 goto check;
423         }
424
425         pgd = pgd_offset(mm, address);
426         if (!pgd_present(*pgd))
427                 return NULL;
428
429         pud = pud_offset(pgd, address);
430         if (!pud_present(*pud))
431                 return NULL;
432
433         pmd = pmd_offset(pud, address);
434         if (!pmd_present(*pmd))
435                 return NULL;
436
437         pte = pte_offset_map(pmd, address);
438         /* Make a quick check before getting the lock */
439         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
440                 pte_unmap(pte);
441                 return NULL;
442         }
443
444         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
445 check:
446         spin_lock(ptl);
447         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
448                 *ptlp = ptl;
449                 return pte;
450         }
451         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
452         return NULL;
453 }
454
455 /**
456  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
457  * @page: the page to test
458  * @vma: the VMA to test
459  *
460  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
461  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
462  * valid for normal file or anonymous VMAs.
463  */
464 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
465 {
466         unsigned long address;
467         pte_t *pte;
468         spinlock_t *ptl;
469
470         address = vma_address(page, vma);
471         if (address == -EFAULT)         /* out of vma range */
472                 return 0;
473         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
474         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
475                 return 0;
476         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
477
478         return 1;
479 }
480
481 /*
482  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
483  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
484  */
485 int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
486                         unsigned long address, unsigned int *mapcount,
487                         unsigned long *vm_flags)
488 {
489         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
490         pte_t *pte;
491         spinlock_t *ptl;
492         int referenced = 0;
493
494         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
495         if (!pte)
496                 goto out;
497
498         /*
499          * Don't want to elevate referenced for mlocked page that gets this far,
500          * in order that it progresses to try_to_unmap and is moved to the
501          * unevictable list.
502          */
503         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
504                 *mapcount = 1;  /* break early from loop */
505                 *vm_flags |= VM_LOCKED;
506                 goto out_unmap;
507         }
508
509         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
510                 /*
511                  * Don't treat a reference through a sequentially read
512                  * mapping as such.  If the page has been used in
513                  * another mapping, we will catch it; if this other
514                  * mapping is already gone, the unmap path will have
515                  * set PG_referenced or activated the page.
516                  */
517                 if (likely(!VM_SequentialReadHint(vma)))
518                         referenced++;
519         }
520
521         /* Pretend the page is referenced if the task has the
522            swap token and is in the middle of a page fault. */
523         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
524                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
525                 referenced++;
526
527 out_unmap:
528         (*mapcount)--;
529         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
530
531         if (referenced)
532                 *vm_flags |= vma->vm_flags;
533 out:
534         return referenced;
535 }
536
537 static int page_referenced_anon(struct page *page,
538                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
539                                 unsigned long *vm_flags)
540 {
541         unsigned int mapcount;
542         struct anon_vma *anon_vma;
543         struct anon_vma_chain *avc;
544         int referenced = 0;
545
546         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
547         if (!anon_vma)
548                 return referenced;
549
550         mapcount = page_mapcount(page);
551         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
552                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
553                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
554                 if (address == -EFAULT)
555                         continue;
556                 /*
557                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
558                  * counting on behalf of references from different
559                  * cgroups
560                  */
561                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
562                         continue;
563                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
564                                                   &mapcount, vm_flags);
565                 if (!mapcount)
566                         break;
567         }
568
569         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
570         return referenced;
571 }
572
573 /**
574  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
575  * @page: the page we're checking references on.
576  * @mem_cont: target memory controller
577  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
578  *
579  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
580  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
581  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
582  * of references it found.
583  *
584  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
585  */
586 static int page_referenced_file(struct page *page,
587                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
588                                 unsigned long *vm_flags)
589 {
590         unsigned int mapcount;
591         struct address_space *mapping = page->mapping;
592         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
593         struct vm_area_struct *vma;
594         struct prio_tree_iter iter;
595         int referenced = 0;
596
597         /*
598          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
599          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
600          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
601          */
602         BUG_ON(PageAnon(page));
603
604         /*
605          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
606          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
607          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
608          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
609          */
610         BUG_ON(!PageLocked(page));
611
612         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
613
614         /*
615          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
616          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
617          */
618         mapcount = page_mapcount(page);
619
620         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
621                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
622                 if (address == -EFAULT)
623                         continue;
624                 /*
625                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
626                  * counting on behalf of references from different
627                  * cgroups
628                  */
629                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
630                         continue;
631                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
632                                                   &mapcount, vm_flags);
633                 if (!mapcount)
634                         break;
635         }
636
637         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
638         return referenced;
639 }
640
641 /**
642  * page_referenced - test if the page was referenced
643  * @page: the page to test
644  * @is_locked: caller holds lock on the page
645  * @mem_cont: target memory controller
646  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
647  *
648  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
649  * returns the number of ptes which referenced the page.
650  */
651 int page_referenced(struct page *page,
652                     int is_locked,
653                     struct mem_cgroup *mem_cont,
654                     unsigned long *vm_flags)
655 {
656         int referenced = 0;
657         int we_locked = 0;
658
659         *vm_flags = 0;
660         if (page_mapped(page) && page_rmapping(page)) {
661                 if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
662                         we_locked = trylock_page(page);
663                         if (!we_locked) {
664                                 referenced++;
665                                 goto out;
666                         }
667                 }
668                 if (unlikely(PageKsm(page)))
669                         referenced += page_referenced_ksm(page, mem_cont,
670                                                                 vm_flags);
671                 else if (PageAnon(page))
672                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont,
673                                                                 vm_flags);
674                 else if (page->mapping)
675                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont,
676                                                                 vm_flags);
677                 if (we_locked)
678                         unlock_page(page);
679         }
680 out:
681         if (page_test_and_clear_young(page))
682                 referenced++;
683
684         return referenced;
685 }
686
687 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
688                             unsigned long address)
689 {
690         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
691         pte_t *pte;
692         spinlock_t *ptl;
693         int ret = 0;
694
695         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
696         if (!pte)
697                 goto out;
698
699         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
700                 pte_t entry;
701
702                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
703                 entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
704                 entry = pte_wrprotect(entry);
705                 entry = pte_mkclean(entry);
706                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
707                 ret = 1;
708         }
709
710         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
711 out:
712         return ret;
713 }
714
715 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
716 {
717         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
718         struct vm_area_struct *vma;
719         struct prio_tree_iter iter;
720         int ret = 0;
721
722         BUG_ON(PageAnon(page));
723
724         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
725         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
726                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
727                         unsigned long address = vma_address(page, vma);
728                         if (address == -EFAULT)
729                                 continue;
730                         ret += page_mkclean_one(page, vma, address);
731                 }
732         }
733         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
734         return ret;
735 }
736
737 int page_mkclean(struct page *page)
738 {
739         int ret = 0;
740
741         BUG_ON(!PageLocked(page));
742
743         if (page_mapped(page)) {
744                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
745                 if (mapping) {
746                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
747                         if (page_test_dirty(page)) {
748                                 page_clear_dirty(page, 1);
749                                 ret = 1;
750                         }
751                 }
752         }
753
754         return ret;
755 }
756 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
757
758 /**
759  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
760  * @page:       the page to move to our anon_vma
761  * @vma:        the vma the page belongs to
762  * @address:    the user virtual address mapped
763  *
764  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
765  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
766  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
767  * processes.
768  */
769 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
770         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
771 {
772         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
773
774         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
775         VM_BUG_ON(!anon_vma);
776         VM_BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
777
778         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
779         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
780 }
781
782 /**
783  * __page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
784  * @page:       the page to add the mapping to
785  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
786  * @address:    the user virtual address mapped
787  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
788  */
789 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
790         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
791 {
792         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
793
794         BUG_ON(!anon_vma);
795
796         /*
797          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
798          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
799          * page mapping!
800          */
801         if (!exclusive) {
802                 if (PageAnon(page))
803                         return;
804                 anon_vma = anon_vma->root;
805         } else {
806                 /*
807                  * In this case, swapped-out-but-not-discarded swap-cache
808                  * is remapped. So, no need to update page->mapping here.
809                  * We convice anon_vma poitned by page->mapping is not obsolete
810                  * because vma->anon_vma is necessary to be a family of it.
811                  */
812                 if (PageAnon(page))
813                         return;
814         }
815
816         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
817         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
818         page->index = linear_page_index(vma, address);
819 }
820
821 /**
822  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
823  * @page:       the page to add the mapping to
824  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
825  * @address:    the user virtual address mapped
826  */
827 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
828         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
829 {
830 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
831         /*
832          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
833          * be set up correctly at this point.
834          *
835          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
836          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
837          * in which case the page is already known to be setup.
838          *
839          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
840          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
841          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
842          */
843         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
844         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
845 #endif
846 }
847
848 /**
849  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
850  * @page:       the page to add the mapping to
851  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
852  * @address:    the user virtual address mapped
853  *
854  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
855  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
856  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
857  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
858  */
859 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
860         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
861 {
862         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
863 }
864
865 /*
866  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
867  * into pages that are exclusively owned by the current process.
868  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
869  */
870 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
871         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
872 {
873         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
874         if (first)
875                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
876         if (unlikely(PageKsm(page)))
877                 return;
878
879         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
880         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
881         if (first)
882                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
883         else
884                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
885 }
886
887 /**
888  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
889  * @page:       the page to add the mapping to
890  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
891  * @address:    the user virtual address mapped
892  *
893  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
894  * This means the inc-and-test can be bypassed.
895  * Page does not have to be locked.
896  */
897 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
898         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
899 {
900         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
901         SetPageSwapBacked(page);
902         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
903         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
904         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
905         if (page_evictable(page, vma))
906                 lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
907         else
908                 add_page_to_unevictable_list(page);
909 }
910
911 /**
912  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
913  * @page: the page to add the mapping to
914  *
915  * The caller needs to hold the pte lock.
916  */
917 void page_add_file_rmap(struct page *page)
918 {
919         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
920                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
921                 mem_cgroup_update_file_mapped(page, 1);
922         }
923 }
924
925 /**
926  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
927  * @page: page to remove mapping from
928  *
929  * The caller needs to hold the pte lock.
930  */
931 void page_remove_rmap(struct page *page)
932 {
933         /* page still mapped by someone else? */
934         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
935                 return;
936
937         /*
938          * Now that the last pte has gone, s390 must transfer dirty
939          * flag from storage key to struct page.  We can usually skip
940          * this if the page is anon, so about to be freed; but perhaps
941          * not if it's in swapcache - there might be another pte slot
942          * containing the swap entry, but page not yet written to swap.
943          */
944         if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) && page_test_dirty(page)) {
945                 page_clear_dirty(page, 1);
946                 set_page_dirty(page);
947         }
948         /*
949          * Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES nor NR_FILE_MAPPED
950          * and not charged by memcg for now.
951          */
952         if (unlikely(PageHuge(page)))
953                 return;
954         if (PageAnon(page)) {
955                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
956                 __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
957         } else {
958                 __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
959                 mem_cgroup_update_file_mapped(page, -1);
960         }
961         /*
962          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
963          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
964          * which increments mapcount after us but sets mapping
965          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
966          * and remember that it's only reliable while mapped.
967          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
968          * faster for those pages still in swapcache.
969          */
970 }
971
972 /*
973  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
974  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
975  */
976 int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
977                      unsigned long address, enum ttu_flags flags)
978 {
979         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
980         pte_t *pte;
981         pte_t pteval;
982         spinlock_t *ptl;
983         int ret = SWAP_AGAIN;
984
985         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
986         if (!pte)
987                 goto out;
988
989         /*
990          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
991          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
992          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
993          */
994         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
995                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
996                         goto out_mlock;
997
998                 if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
999                         goto out_unmap;
1000         }
1001         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1002                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1003                         ret = SWAP_FAIL;
1004                         goto out_unmap;
1005                 }
1006         }
1007
1008         /* Nuke the page table entry. */
1009         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1010         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1011
1012         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1013         if (pte_dirty(pteval))
1014                 set_page_dirty(page);
1015
1016         /* Update high watermark before we lower rss */
1017         update_hiwater_rss(mm);
1018
1019         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1020                 if (PageAnon(page))
1021                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1022                 else
1023                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1024                 set_pte_at(mm, address, pte,
1025                                 swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1026         } else if (PageAnon(page)) {
1027                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1028
1029                 if (PageSwapCache(page)) {
1030                         /*
1031                          * Store the swap location in the pte.
1032                          * See handle_pte_fault() ...
1033                          */
1034                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1035                                 set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1036                                 ret = SWAP_FAIL;
1037                                 goto out_unmap;
1038                         }
1039                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1040                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1041                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1042                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1043                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1044                         }
1045                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1046                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1047                 } else if (PAGE_MIGRATION) {
1048                         /*
1049                          * Store the pfn of the page in a special migration
1050                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1051                          * pte is removed and then restart fault handling.
1052                          */
1053                         BUG_ON(TTU_ACTION(flags) != TTU_MIGRATION);
1054                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1055                 }
1056                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1057                 BUG_ON(pte_file(*pte));
1058         } else if (PAGE_MIGRATION && (TTU_ACTION(flags) == TTU_MIGRATION)) {
1059                 /* Establish migration entry for a file page */
1060                 swp_entry_t entry;
1061                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1062                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1063         } else
1064                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1065
1066         page_remove_rmap(page);
1067         page_cache_release(page);
1068
1069 out_unmap:
1070         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1071 out:
1072         return ret;
1073
1074 out_mlock:
1075         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1076
1077
1078         /*
1079          * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
1080          * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
1081          * we now hold anon_vma->lock or mapping->i_mmap_lock.
1082          * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
1083          * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
1084          * page is actually mlocked.
1085          */
1086         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1087                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1088                         mlock_vma_page(page);
1089                         ret = SWAP_MLOCK;
1090                 }
1091                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1092         }
1093         return ret;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
1098  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
1099  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
1100  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
1101  *
1102  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
1103  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
1104  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
1105  * around the vma's virtual address space.
1106  *
1107  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
1108  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
1109  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
1110  *
1111  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
1112  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
1113  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
1114  *
1115  * Mlocked pages:  check VM_LOCKED under mmap_sem held for read, if we can
1116  * acquire it without blocking.  If vma locked, mlock the pages in the cluster,
1117  * rather than unmapping them.  If we encounter the "check_page" that vmscan is
1118  * trying to unmap, return SWAP_MLOCK, else default SWAP_AGAIN.
1119  */
1120 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
1121 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
1122
1123 static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
1124                 struct vm_area_struct *vma, struct page *check_page)
1125 {
1126         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1127         pgd_t *pgd;
1128         pud_t *pud;
1129         pmd_t *pmd;
1130         pte_t *pte;
1131         pte_t pteval;
1132         spinlock_t *ptl;
1133         struct page *page;
1134         unsigned long address;
1135         unsigned long end;
1136         int ret = SWAP_AGAIN;
1137         int locked_vma = 0;
1138
1139         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
1140         end = address + CLUSTER_SIZE;
1141         if (address < vma->vm_start)
1142                 address = vma->vm_start;
1143         if (end > vma->vm_end)
1144                 end = vma->vm_end;
1145
1146         pgd = pgd_offset(mm, address);
1147         if (!pgd_present(*pgd))
1148                 return ret;
1149
1150         pud = pud_offset(pgd, address);
1151         if (!pud_present(*pud))
1152                 return ret;
1153
1154         pmd = pmd_offset(pud, address);
1155         if (!pmd_present(*pmd))
1156                 return ret;
1157
1158         /*
1159          * If we can acquire the mmap_sem for read, and vma is VM_LOCKED,
1160          * keep the sem while scanning the cluster for mlocking pages.
1161          */
1162         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1163                 locked_vma = (vma->vm_flags & VM_LOCKED);
1164                 if (!locked_vma)
1165                         up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem); /* don't need it */
1166         }
1167
1168         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
1169
1170         /* Update high watermark before we lower rss */
1171         update_hiwater_rss(mm);
1172
1173         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
1174                 if (!pte_present(*pte))
1175                         continue;
1176                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
1177                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
1178
1179                 if (locked_vma) {
1180                         mlock_vma_page(page);   /* no-op if already mlocked */
1181                         if (page == check_page)
1182                                 ret = SWAP_MLOCK;
1183                         continue;       /* don't unmap */
1184                 }
1185
1186                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
1187                         continue;
1188
1189                 /* Nuke the page table entry. */
1190                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1191                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1192
1193                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
1194                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
1195                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
1196
1197                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1198                 if (pte_dirty(pteval))
1199                         set_page_dirty(page);
1200
1201                 page_remove_rmap(page);
1202                 page_cache_release(page);
1203                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1204                 (*mapcount)--;
1205         }
1206         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
1207         if (locked_vma)
1208                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1209         return ret;
1210 }
1211
1212 static bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1213 {
1214         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1215
1216         if (!maybe_stack)
1217                 return false;
1218
1219         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1220                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1221                 return true;
1222
1223         return false;
1224 }
1225
1226 /**
1227  * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
1228  * rmap method
1229  * @page: the page to unmap/unlock
1230  * @flags: action and flags
1231  *
1232  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1233  * contained in the anon_vma struct it points to.
1234  *
1235  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1236  * anonymous pages.
1237  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1238  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1239  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1240  * 'LOCKED.
1241  */
1242 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1243 {
1244         struct anon_vma *anon_vma;
1245         struct anon_vma_chain *avc;
1246         int ret = SWAP_AGAIN;
1247
1248         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
1249         if (!anon_vma)
1250                 return ret;
1251
1252         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1253                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1254                 unsigned long address;
1255
1256                 /*
1257                  * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1258                  * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1259                  * page tables leading to a race where migration cannot
1260                  * find the migration ptes. Rather than increasing the
1261                  * locking requirements of exec(), migration skips
1262                  * temporary VMAs until after exec() completes.
1263                  */
1264                 if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
1265                                 is_vma_temporary_stack(vma))
1266                         continue;
1267
1268                 address = vma_address(page, vma);
1269                 if (address == -EFAULT)
1270                         continue;
1271                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1272                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1273                         break;
1274         }
1275
1276         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
1277         return ret;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * try_to_unmap_file - unmap/unlock file page using the object-based rmap method
1282  * @page: the page to unmap/unlock
1283  * @flags: action and flags
1284  *
1285  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1286  * contained in the address_space struct it points to.
1287  *
1288  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1289  * object-based pages.
1290  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1291  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1292  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1293  * 'LOCKED.
1294  */
1295 static int try_to_unmap_file(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1296 {
1297         struct address_space *mapping = page->mapping;
1298         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1299         struct vm_area_struct *vma;
1300         struct prio_tree_iter iter;
1301         int ret = SWAP_AGAIN;
1302         unsigned long cursor;
1303         unsigned long max_nl_cursor = 0;
1304         unsigned long max_nl_size = 0;
1305         unsigned int mapcount;
1306
1307         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1308         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1309                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1310                 if (address == -EFAULT)
1311                         continue;
1312                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1313                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1314                         goto out;
1315         }
1316
1317         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
1318                 goto out;
1319
1320         /*
1321          * We don't bother to try to find the munlocked page in nonlinears.
1322          * It's costly. Instead, later, page reclaim logic may call
1323          * try_to_unmap(TTU_MUNLOCK) and recover PG_mlocked lazily.
1324          */
1325         if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1326                 goto out;
1327
1328         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1329                                                 shared.vm_set.list) {
1330                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1331                 if (cursor > max_nl_cursor)
1332                         max_nl_cursor = cursor;
1333                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
1334                 if (cursor > max_nl_size)
1335                         max_nl_size = cursor;
1336         }
1337
1338         if (max_nl_size == 0) { /* all nonlinears locked or reserved ? */
1339                 ret = SWAP_FAIL;
1340                 goto out;
1341         }
1342
1343         /*
1344          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
1345          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
1346          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
1347          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
1348          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
1349          */
1350         mapcount = page_mapcount(page);
1351         if (!mapcount)
1352                 goto out;
1353         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1354
1355         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
1356         if (max_nl_cursor == 0)
1357                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
1358
1359         do {
1360                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1361                                                 shared.vm_set.list) {
1362                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1363                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
1364                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
1365                                 if (try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount,
1366                                                 vma, page) == SWAP_MLOCK)
1367                                         ret = SWAP_MLOCK;
1368                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
1369                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
1370                                 if ((int)mapcount <= 0)
1371                                         goto out;
1372                         }
1373                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
1374                 }
1375                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1376                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
1377         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
1378
1379         /*
1380          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
1381          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
1382          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
1383          */
1384         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
1385                 vma->vm_private_data = NULL;
1386 out:
1387         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
1388         return ret;
1389 }
1390
1391 /**
1392  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1393  * @page: the page to get unmapped
1394  * @flags: action and flags
1395  *
1396  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1397  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1398  * Return values are:
1399  *
1400  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1401  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1402  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1403  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1404  */
1405 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1406 {
1407         int ret;
1408
1409         BUG_ON(!PageLocked(page));
1410
1411         if (unlikely(PageKsm(page)))
1412                 ret = try_to_unmap_ksm(page, flags);
1413         else if (PageAnon(page))
1414                 ret = try_to_unmap_anon(page, flags);
1415         else
1416                 ret = try_to_unmap_file(page, flags);
1417         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1418                 ret = SWAP_SUCCESS;
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 /**
1423  * try_to_munlock - try to munlock a page
1424  * @page: the page to be munlocked
1425  *
1426  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1427  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1428  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1429  *
1430  * Return values are:
1431  *
1432  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1433  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1434  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1435  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1436  */
1437 int try_to_munlock(struct page *page)
1438 {
1439         VM_BUG_ON(!PageLocked(page) || PageLRU(page));
1440
1441         if (unlikely(PageKsm(page)))
1442                 return try_to_unmap_ksm(page, TTU_MUNLOCK);
1443         else if (PageAnon(page))
1444                 return try_to_unmap_anon(page, TTU_MUNLOCK);
1445         else
1446                 return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
1447 }
1448
1449 #if defined(CONFIG_KSM) || defined(CONFIG_MIGRATION)
1450 /*
1451  * Drop an anon_vma refcount, freeing the anon_vma and anon_vma->root
1452  * if necessary.  Be careful to do all the tests under the lock.  Once
1453  * we know we are the last user, nobody else can get a reference and we
1454  * can do the freeing without the lock.
1455  */
1456 void drop_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1457 {
1458         BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->external_refcount) <= 0);
1459         if (atomic_dec_and_lock(&anon_vma->external_refcount, &anon_vma->root->lock)) {
1460                 struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1461                 int empty = list_empty(&anon_vma->head);
1462                 int last_root_user = 0;
1463                 int root_empty = 0;
1464
1465                 /*
1466                  * The refcount on a non-root anon_vma got dropped.  Drop
1467                  * the refcount on the root and check if we need to free it.
1468                  */
1469                 if (empty && anon_vma != root) {
1470                         BUG_ON(atomic_read(&root->external_refcount) <= 0);
1471                         last_root_user = atomic_dec_and_test(&root->external_refcount);
1472                         root_empty = list_empty(&root->head);
1473                 }
1474                 anon_vma_unlock(anon_vma);
1475
1476                 if (empty) {
1477                         anon_vma_free(anon_vma);
1478                         if (root_empty && last_root_user)
1479                                 anon_vma_free(root);
1480                 }
1481         }
1482 }
1483 #endif
1484
1485 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1486 /*
1487  * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
1488  * Called by migrate.c to remove migration ptes, but might be used more later.
1489  */
1490 static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1491                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1492 {
1493         struct anon_vma *anon_vma;
1494         struct anon_vma_chain *avc;
1495         int ret = SWAP_AGAIN;
1496
1497         /*
1498          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
1499          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1500          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1501          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1502          */
1503         anon_vma = page_anon_vma(page);
1504         if (!anon_vma)
1505                 return ret;
1506         anon_vma_lock(anon_vma);
1507         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1508                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1509                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1510                 if (address == -EFAULT)
1511                         continue;
1512                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1513                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1514                         break;
1515         }
1516         anon_vma_unlock(anon_vma);
1517         return ret;
1518 }
1519
1520 static int rmap_walk_file(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1521                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1522 {
1523         struct address_space *mapping = page->mapping;
1524         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1525         struct vm_area_struct *vma;
1526         struct prio_tree_iter iter;
1527         int ret = SWAP_AGAIN;
1528
1529         if (!mapping)
1530                 return ret;
1531         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1532         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1533                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1534                 if (address == -EFAULT)
1535                         continue;
1536                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1537                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1538                         break;
1539         }
1540         /*
1541          * No nonlinear handling: being always shared, nonlinear vmas
1542          * never contain migration ptes.  Decide what to do about this
1543          * limitation to linear when we need rmap_walk() on nonlinear.
1544          */
1545         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
1546         return ret;
1547 }
1548
1549 int rmap_walk(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1550                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1551 {
1552         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1553
1554         if (unlikely(PageKsm(page)))
1555                 return rmap_walk_ksm(page, rmap_one, arg);
1556         else if (PageAnon(page))
1557                 return rmap_walk_anon(page, rmap_one, arg);
1558         else
1559                 return rmap_walk_file(page, rmap_one, arg);
1560 }
1561 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
1562
1563 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1564 /*
1565  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1566  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1567  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1568  */
1569 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1570         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1571 {
1572         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1573
1574         BUG_ON(!anon_vma);
1575
1576         if (PageAnon(page))
1577                 return;
1578         if (!exclusive)
1579                 anon_vma = anon_vma->root;
1580
1581         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1582         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1583         page->index = linear_page_index(vma, address);
1584 }
1585
1586 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1587                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1588 {
1589         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1590         int first;
1591
1592         BUG_ON(!PageLocked(page));
1593         BUG_ON(!anon_vma);
1594         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1595         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1596         if (first)
1597                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1598 }
1599
1600 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1601                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1602 {
1603         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1604         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1605         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1606 }
1607 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */