Merge branch 'hwpoison' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ak/linux...
[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 - set up new anonymous rmap
784  * @page:       Page to add to rmap     
785  * @vma:        VM area to add page to.
786  * @address:    User virtual address of the mapping     
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         if (PageAnon(page))
797                 return;
798
799         /*
800          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
801          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
802          * page mapping!
803          */
804         if (!exclusive)
805                 anon_vma = anon_vma->root;
806
807         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
808         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
809         page->index = linear_page_index(vma, address);
810 }
811
812 /**
813  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
814  * @page:       the page to add the mapping to
815  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
816  * @address:    the user virtual address mapped
817  */
818 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
819         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
820 {
821 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
822         /*
823          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
824          * be set up correctly at this point.
825          *
826          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
827          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
828          * in which case the page is already known to be setup.
829          *
830          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
831          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
832          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
833          */
834         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
835         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
836 #endif
837 }
838
839 /**
840  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
841  * @page:       the page to add the mapping to
842  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
843  * @address:    the user virtual address mapped
844  *
845  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
846  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
847  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
848  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
849  */
850 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
851         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
852 {
853         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
854 }
855
856 /*
857  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
858  * into pages that are exclusively owned by the current process.
859  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
860  */
861 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
862         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
863 {
864         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
865         if (first)
866                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
867         if (unlikely(PageKsm(page)))
868                 return;
869
870         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
871         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
872         if (first)
873                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
874         else
875                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
876 }
877
878 /**
879  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
880  * @page:       the page to add the mapping to
881  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
882  * @address:    the user virtual address mapped
883  *
884  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
885  * This means the inc-and-test can be bypassed.
886  * Page does not have to be locked.
887  */
888 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
889         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
890 {
891         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
892         SetPageSwapBacked(page);
893         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
894         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
895         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
896         if (page_evictable(page, vma))
897                 lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
898         else
899                 add_page_to_unevictable_list(page);
900 }
901
902 /**
903  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
904  * @page: the page to add the mapping to
905  *
906  * The caller needs to hold the pte lock.
907  */
908 void page_add_file_rmap(struct page *page)
909 {
910         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
911                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
912                 mem_cgroup_update_file_mapped(page, 1);
913         }
914 }
915
916 /**
917  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
918  * @page: page to remove mapping from
919  *
920  * The caller needs to hold the pte lock.
921  */
922 void page_remove_rmap(struct page *page)
923 {
924         /* page still mapped by someone else? */
925         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
926                 return;
927
928         /*
929          * Now that the last pte has gone, s390 must transfer dirty
930          * flag from storage key to struct page.  We can usually skip
931          * this if the page is anon, so about to be freed; but perhaps
932          * not if it's in swapcache - there might be another pte slot
933          * containing the swap entry, but page not yet written to swap.
934          */
935         if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) && page_test_dirty(page)) {
936                 page_clear_dirty(page, 1);
937                 set_page_dirty(page);
938         }
939         /*
940          * Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES nor NR_FILE_MAPPED
941          * and not charged by memcg for now.
942          */
943         if (unlikely(PageHuge(page)))
944                 return;
945         if (PageAnon(page)) {
946                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
947                 __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
948         } else {
949                 __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
950                 mem_cgroup_update_file_mapped(page, -1);
951         }
952         /*
953          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
954          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
955          * which increments mapcount after us but sets mapping
956          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
957          * and remember that it's only reliable while mapped.
958          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
959          * faster for those pages still in swapcache.
960          */
961 }
962
963 /*
964  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
965  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
966  */
967 int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
968                      unsigned long address, enum ttu_flags flags)
969 {
970         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
971         pte_t *pte;
972         pte_t pteval;
973         spinlock_t *ptl;
974         int ret = SWAP_AGAIN;
975
976         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
977         if (!pte)
978                 goto out;
979
980         /*
981          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
982          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
983          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
984          */
985         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
986                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
987                         goto out_mlock;
988
989                 if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
990                         goto out_unmap;
991         }
992         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
993                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
994                         ret = SWAP_FAIL;
995                         goto out_unmap;
996                 }
997         }
998
999         /* Nuke the page table entry. */
1000         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1001         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1002
1003         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1004         if (pte_dirty(pteval))
1005                 set_page_dirty(page);
1006
1007         /* Update high watermark before we lower rss */
1008         update_hiwater_rss(mm);
1009
1010         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1011                 if (PageAnon(page))
1012                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1013                 else
1014                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1015                 set_pte_at(mm, address, pte,
1016                                 swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1017         } else if (PageAnon(page)) {
1018                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1019
1020                 if (PageSwapCache(page)) {
1021                         /*
1022                          * Store the swap location in the pte.
1023                          * See handle_pte_fault() ...
1024                          */
1025                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1026                                 set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1027                                 ret = SWAP_FAIL;
1028                                 goto out_unmap;
1029                         }
1030                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1031                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1032                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1033                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1034                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1035                         }
1036                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1037                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1038                 } else if (PAGE_MIGRATION) {
1039                         /*
1040                          * Store the pfn of the page in a special migration
1041                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1042                          * pte is removed and then restart fault handling.
1043                          */
1044                         BUG_ON(TTU_ACTION(flags) != TTU_MIGRATION);
1045                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1046                 }
1047                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1048                 BUG_ON(pte_file(*pte));
1049         } else if (PAGE_MIGRATION && (TTU_ACTION(flags) == TTU_MIGRATION)) {
1050                 /* Establish migration entry for a file page */
1051                 swp_entry_t entry;
1052                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1053                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1054         } else
1055                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1056
1057         page_remove_rmap(page);
1058         page_cache_release(page);
1059
1060 out_unmap:
1061         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1062 out:
1063         return ret;
1064
1065 out_mlock:
1066         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1067
1068
1069         /*
1070          * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
1071          * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
1072          * we now hold anon_vma->lock or mapping->i_mmap_lock.
1073          * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
1074          * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
1075          * page is actually mlocked.
1076          */
1077         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1078                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1079                         mlock_vma_page(page);
1080                         ret = SWAP_MLOCK;
1081                 }
1082                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1083         }
1084         return ret;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
1089  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
1090  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
1091  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
1092  *
1093  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
1094  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
1095  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
1096  * around the vma's virtual address space.
1097  *
1098  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
1099  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
1100  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
1101  *
1102  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
1103  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
1104  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
1105  *
1106  * Mlocked pages:  check VM_LOCKED under mmap_sem held for read, if we can
1107  * acquire it without blocking.  If vma locked, mlock the pages in the cluster,
1108  * rather than unmapping them.  If we encounter the "check_page" that vmscan is
1109  * trying to unmap, return SWAP_MLOCK, else default SWAP_AGAIN.
1110  */
1111 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
1112 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
1113
1114 static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
1115                 struct vm_area_struct *vma, struct page *check_page)
1116 {
1117         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1118         pgd_t *pgd;
1119         pud_t *pud;
1120         pmd_t *pmd;
1121         pte_t *pte;
1122         pte_t pteval;
1123         spinlock_t *ptl;
1124         struct page *page;
1125         unsigned long address;
1126         unsigned long end;
1127         int ret = SWAP_AGAIN;
1128         int locked_vma = 0;
1129
1130         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
1131         end = address + CLUSTER_SIZE;
1132         if (address < vma->vm_start)
1133                 address = vma->vm_start;
1134         if (end > vma->vm_end)
1135                 end = vma->vm_end;
1136
1137         pgd = pgd_offset(mm, address);
1138         if (!pgd_present(*pgd))
1139                 return ret;
1140
1141         pud = pud_offset(pgd, address);
1142         if (!pud_present(*pud))
1143                 return ret;
1144
1145         pmd = pmd_offset(pud, address);
1146         if (!pmd_present(*pmd))
1147                 return ret;
1148
1149         /*
1150          * If we can acquire the mmap_sem for read, and vma is VM_LOCKED,
1151          * keep the sem while scanning the cluster for mlocking pages.
1152          */
1153         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1154                 locked_vma = (vma->vm_flags & VM_LOCKED);
1155                 if (!locked_vma)
1156                         up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem); /* don't need it */
1157         }
1158
1159         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
1160
1161         /* Update high watermark before we lower rss */
1162         update_hiwater_rss(mm);
1163
1164         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
1165                 if (!pte_present(*pte))
1166                         continue;
1167                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
1168                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
1169
1170                 if (locked_vma) {
1171                         mlock_vma_page(page);   /* no-op if already mlocked */
1172                         if (page == check_page)
1173                                 ret = SWAP_MLOCK;
1174                         continue;       /* don't unmap */
1175                 }
1176
1177                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
1178                         continue;
1179
1180                 /* Nuke the page table entry. */
1181                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1182                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1183
1184                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
1185                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
1186                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
1187
1188                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1189                 if (pte_dirty(pteval))
1190                         set_page_dirty(page);
1191
1192                 page_remove_rmap(page);
1193                 page_cache_release(page);
1194                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1195                 (*mapcount)--;
1196         }
1197         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
1198         if (locked_vma)
1199                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1200         return ret;
1201 }
1202
1203 static bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1204 {
1205         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1206
1207         if (!maybe_stack)
1208                 return false;
1209
1210         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1211                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1212                 return true;
1213
1214         return false;
1215 }
1216
1217 /**
1218  * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
1219  * rmap method
1220  * @page: the page to unmap/unlock
1221  * @flags: action and flags
1222  *
1223  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1224  * contained in the anon_vma struct it points to.
1225  *
1226  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1227  * anonymous pages.
1228  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1229  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1230  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1231  * 'LOCKED.
1232  */
1233 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1234 {
1235         struct anon_vma *anon_vma;
1236         struct anon_vma_chain *avc;
1237         int ret = SWAP_AGAIN;
1238
1239         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
1240         if (!anon_vma)
1241                 return ret;
1242
1243         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1244                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1245                 unsigned long address;
1246
1247                 /*
1248                  * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1249                  * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1250                  * page tables leading to a race where migration cannot
1251                  * find the migration ptes. Rather than increasing the
1252                  * locking requirements of exec(), migration skips
1253                  * temporary VMAs until after exec() completes.
1254                  */
1255                 if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
1256                                 is_vma_temporary_stack(vma))
1257                         continue;
1258
1259                 address = vma_address(page, vma);
1260                 if (address == -EFAULT)
1261                         continue;
1262                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1263                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1264                         break;
1265         }
1266
1267         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
1268         return ret;
1269 }
1270
1271 /**
1272  * try_to_unmap_file - unmap/unlock file page using the object-based rmap method
1273  * @page: the page to unmap/unlock
1274  * @flags: action and flags
1275  *
1276  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1277  * contained in the address_space struct it points to.
1278  *
1279  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1280  * object-based pages.
1281  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1282  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1283  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1284  * 'LOCKED.
1285  */
1286 static int try_to_unmap_file(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1287 {
1288         struct address_space *mapping = page->mapping;
1289         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1290         struct vm_area_struct *vma;
1291         struct prio_tree_iter iter;
1292         int ret = SWAP_AGAIN;
1293         unsigned long cursor;
1294         unsigned long max_nl_cursor = 0;
1295         unsigned long max_nl_size = 0;
1296         unsigned int mapcount;
1297
1298         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1299         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1300                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1301                 if (address == -EFAULT)
1302                         continue;
1303                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1304                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1305                         goto out;
1306         }
1307
1308         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
1309                 goto out;
1310
1311         /*
1312          * We don't bother to try to find the munlocked page in nonlinears.
1313          * It's costly. Instead, later, page reclaim logic may call
1314          * try_to_unmap(TTU_MUNLOCK) and recover PG_mlocked lazily.
1315          */
1316         if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1317                 goto out;
1318
1319         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1320                                                 shared.vm_set.list) {
1321                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1322                 if (cursor > max_nl_cursor)
1323                         max_nl_cursor = cursor;
1324                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
1325                 if (cursor > max_nl_size)
1326                         max_nl_size = cursor;
1327         }
1328
1329         if (max_nl_size == 0) { /* all nonlinears locked or reserved ? */
1330                 ret = SWAP_FAIL;
1331                 goto out;
1332         }
1333
1334         /*
1335          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
1336          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
1337          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
1338          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
1339          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
1340          */
1341         mapcount = page_mapcount(page);
1342         if (!mapcount)
1343                 goto out;
1344         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1345
1346         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
1347         if (max_nl_cursor == 0)
1348                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
1349
1350         do {
1351                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1352                                                 shared.vm_set.list) {
1353                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1354                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
1355                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
1356                                 if (try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount,
1357                                                 vma, page) == SWAP_MLOCK)
1358                                         ret = SWAP_MLOCK;
1359                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
1360                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
1361                                 if ((int)mapcount <= 0)
1362                                         goto out;
1363                         }
1364                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
1365                 }
1366                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1367                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
1368         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
1369
1370         /*
1371          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
1372          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
1373          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
1374          */
1375         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
1376                 vma->vm_private_data = NULL;
1377 out:
1378         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 /**
1383  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1384  * @page: the page to get unmapped
1385  * @flags: action and flags
1386  *
1387  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1388  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1389  * Return values are:
1390  *
1391  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1392  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1393  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1394  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1395  */
1396 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1397 {
1398         int ret;
1399
1400         BUG_ON(!PageLocked(page));
1401
1402         if (unlikely(PageKsm(page)))
1403                 ret = try_to_unmap_ksm(page, flags);
1404         else if (PageAnon(page))
1405                 ret = try_to_unmap_anon(page, flags);
1406         else
1407                 ret = try_to_unmap_file(page, flags);
1408         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1409                 ret = SWAP_SUCCESS;
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 /**
1414  * try_to_munlock - try to munlock a page
1415  * @page: the page to be munlocked
1416  *
1417  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1418  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1419  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1420  *
1421  * Return values are:
1422  *
1423  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1424  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1425  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1426  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1427  */
1428 int try_to_munlock(struct page *page)
1429 {
1430         VM_BUG_ON(!PageLocked(page) || PageLRU(page));
1431
1432         if (unlikely(PageKsm(page)))
1433                 return try_to_unmap_ksm(page, TTU_MUNLOCK);
1434         else if (PageAnon(page))
1435                 return try_to_unmap_anon(page, TTU_MUNLOCK);
1436         else
1437                 return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
1438 }
1439
1440 #if defined(CONFIG_KSM) || defined(CONFIG_MIGRATION)
1441 /*
1442  * Drop an anon_vma refcount, freeing the anon_vma and anon_vma->root
1443  * if necessary.  Be careful to do all the tests under the lock.  Once
1444  * we know we are the last user, nobody else can get a reference and we
1445  * can do the freeing without the lock.
1446  */
1447 void drop_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1448 {
1449         BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->external_refcount) <= 0);
1450         if (atomic_dec_and_lock(&anon_vma->external_refcount, &anon_vma->root->lock)) {
1451                 struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1452                 int empty = list_empty(&anon_vma->head);
1453                 int last_root_user = 0;
1454                 int root_empty = 0;
1455
1456                 /*
1457                  * The refcount on a non-root anon_vma got dropped.  Drop
1458                  * the refcount on the root and check if we need to free it.
1459                  */
1460                 if (empty && anon_vma != root) {
1461                         BUG_ON(atomic_read(&root->external_refcount) <= 0);
1462                         last_root_user = atomic_dec_and_test(&root->external_refcount);
1463                         root_empty = list_empty(&root->head);
1464                 }
1465                 anon_vma_unlock(anon_vma);
1466
1467                 if (empty) {
1468                         anon_vma_free(anon_vma);
1469                         if (root_empty && last_root_user)
1470                                 anon_vma_free(root);
1471                 }
1472         }
1473 }
1474 #endif
1475
1476 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1477 /*
1478  * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
1479  * Called by migrate.c to remove migration ptes, but might be used more later.
1480  */
1481 static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1482                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1483 {
1484         struct anon_vma *anon_vma;
1485         struct anon_vma_chain *avc;
1486         int ret = SWAP_AGAIN;
1487
1488         /*
1489          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
1490          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1491          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1492          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1493          */
1494         anon_vma = page_anon_vma(page);
1495         if (!anon_vma)
1496                 return ret;
1497         anon_vma_lock(anon_vma);
1498         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1499                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1500                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1501                 if (address == -EFAULT)
1502                         continue;
1503                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1504                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1505                         break;
1506         }
1507         anon_vma_unlock(anon_vma);
1508         return ret;
1509 }
1510
1511 static int rmap_walk_file(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1512                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1513 {
1514         struct address_space *mapping = page->mapping;
1515         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1516         struct vm_area_struct *vma;
1517         struct prio_tree_iter iter;
1518         int ret = SWAP_AGAIN;
1519
1520         if (!mapping)
1521                 return ret;
1522         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
1523         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1524                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1525                 if (address == -EFAULT)
1526                         continue;
1527                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1528                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1529                         break;
1530         }
1531         /*
1532          * No nonlinear handling: being always shared, nonlinear vmas
1533          * never contain migration ptes.  Decide what to do about this
1534          * limitation to linear when we need rmap_walk() on nonlinear.
1535          */
1536         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
1537         return ret;
1538 }
1539
1540 int rmap_walk(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1541                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1542 {
1543         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1544
1545         if (unlikely(PageKsm(page)))
1546                 return rmap_walk_ksm(page, rmap_one, arg);
1547         else if (PageAnon(page))
1548                 return rmap_walk_anon(page, rmap_one, arg);
1549         else
1550                 return rmap_walk_file(page, rmap_one, arg);
1551 }
1552 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
1553
1554 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1555 /*
1556  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1557  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1558  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1559  */
1560 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1561         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1562 {
1563         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1564
1565         BUG_ON(!anon_vma);
1566
1567         if (PageAnon(page))
1568                 return;
1569         if (!exclusive)
1570                 anon_vma = anon_vma->root;
1571
1572         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1573         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1574         page->index = linear_page_index(vma, address);
1575 }
1576
1577 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1578                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1579 {
1580         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1581         int first;
1582
1583         BUG_ON(!PageLocked(page));
1584         BUG_ON(!anon_vma);
1585         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1586         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1587         if (first)
1588                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1589 }
1590
1591 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1592                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1593 {
1594         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1595         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1596         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1597 }
1598 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */