rmap: always add new vmas at the end
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
index 23ecd0a..dce74a9 100644 (file)
--- a/mm/rmap.c
+++ b/mm/rmap.c
@@ -132,9 +132,14 @@ int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
                        if (unlikely(!anon_vma))
                                goto out_enomem_free_avc;
                        allocated = anon_vma;
+                       /*
+                        * This VMA had no anon_vma yet.  This anon_vma is
+                        * the root of any anon_vma tree that might form.
+                        */
+                       anon_vma->root = anon_vma;
                }
-               spin_lock(&anon_vma->lock);
 
+               anon_vma_lock(anon_vma);
                /* page_table_lock to protect against threads */
                spin_lock(&mm->page_table_lock);
                if (likely(!vma->anon_vma)) {
@@ -142,16 +147,17 @@ int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
                        avc->anon_vma = anon_vma;
                        avc->vma = vma;
                        list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
-                       list_add(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
+                       list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
                        allocated = NULL;
+                       avc = NULL;
                }
                spin_unlock(&mm->page_table_lock);
+               anon_vma_unlock(anon_vma);
 
-               spin_unlock(&anon_vma->lock);
-               if (unlikely(allocated)) {
+               if (unlikely(allocated))
                        anon_vma_free(allocated);
+               if (unlikely(avc))
                        anon_vma_chain_free(avc);
-               }
        }
        return 0;
 
@@ -169,9 +175,9 @@ static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
        avc->anon_vma = anon_vma;
        list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
 
-       spin_lock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_lock(anon_vma);
        list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
-       spin_unlock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
 }
 
 /*
@@ -182,7 +188,7 @@ int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
 {
        struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
 
-       list_for_each_entry(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
+       list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
                avc = anon_vma_chain_alloc();
                if (!avc)
                        goto enomem_failure;
@@ -223,15 +229,28 @@ int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
        avc = anon_vma_chain_alloc();
        if (!avc)
                goto out_error_free_anon_vma;
-       anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
+
+       /*
+        * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
+        * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
+        */
+       anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
+       /*
+        * With KSM refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
+        * process it belongs to.  The root anon_vma needs to be pinned
+        * until this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
+        */
+       get_anon_vma(anon_vma->root);
        /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
        vma->anon_vma = anon_vma;
+       anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
 
        return 0;
 
  out_error_free_anon_vma:
        anon_vma_free(anon_vma);
  out_error:
+       unlink_anon_vmas(vma);
        return -ENOMEM;
 }
 
@@ -244,22 +263,29 @@ static void anon_vma_unlink(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
        if (!anon_vma)
                return;
 
-       spin_lock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_lock(anon_vma);
        list_del(&anon_vma_chain->same_anon_vma);
 
        /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
-       empty = list_empty(&anon_vma->head) && !ksm_refcount(anon_vma);
-       spin_unlock(&anon_vma->lock);
+       empty = list_empty(&anon_vma->head) && !anonvma_external_refcount(anon_vma);
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
 
-       if (empty)
+       if (empty) {
+               /* We no longer need the root anon_vma */
+               if (anon_vma->root != anon_vma)
+                       drop_anon_vma(anon_vma->root);
                anon_vma_free(anon_vma);
+       }
 }
 
 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
 {
        struct anon_vma_chain *avc, *next;
 
-       /* Unlink each anon_vma chained to the VMA. */
+       /*
+        * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
+        * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
+        */
        list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
                anon_vma_unlink(avc);
                list_del(&avc->same_vma);
@@ -272,7 +298,7 @@ static void anon_vma_ctor(void *data)
        struct anon_vma *anon_vma = data;
 
        spin_lock_init(&anon_vma->lock);
-       ksm_refcount_init(anon_vma);
+       anonvma_external_refcount_init(anon_vma);
        INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 }
 
@@ -300,7 +326,7 @@ struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
                goto out;
 
        anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
-       spin_lock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_lock(anon_vma);
        return anon_vma;
 out:
        rcu_read_unlock();
@@ -309,7 +335,7 @@ out:
 
 void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
 {
-       spin_unlock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
        rcu_read_unlock();
 }
 
@@ -329,31 +355,18 @@ vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
                /* page should be within @vma mapping range */
                return -EFAULT;
        }
-       if (unlikely(vma->vm_flags & VM_LOCK_RMAP)) {
-               /*
-                * This VMA is being unlinked or is not yet linked into the
-                * VMA tree.  Do not try to follow this rmap.  This race
-                * condition can result in page_referenced() ignoring a
-                * reference or in try_to_unmap() failing to unmap a page.
-                * The VMA cannot be freed under us because we hold the
-                * anon_vma->lock, which the munmap code takes while
-                * unlinking the anon_vmas from the VMA.
-                */
-               return -EFAULT;
-       }
        return address;
 }
 
 /*
  * At what user virtual address is page expected in vma?
- * checking that the page matches the vma.
+ * Caller should check the page is actually part of the vma.
  */
 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 {
-       if (PageAnon(page)) {
-               if (vma->anon_vma != page_anon_vma(page))
-                       return -EFAULT;
-       } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
+       if (PageAnon(page))
+               ;
+       else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
                if (!vma->vm_file ||
                    vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
                        return -EFAULT;
@@ -613,9 +626,6 @@ int page_referenced(struct page *page,
        int referenced = 0;
        int we_locked = 0;
 
-       if (TestClearPageReferenced(page))
-               referenced++;
-
        *vm_flags = 0;
        if (page_mapped(page) && page_rmapping(page)) {
                if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
@@ -716,17 +726,57 @@ int page_mkclean(struct page *page)
 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
 
 /**
+ * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
+ * @page:      the page to move to our anon_vma
+ * @vma:       the vma the page belongs to
+ * @address:   the user virtual address mapped
+ *
+ * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
+ * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
+ * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
+ * processes.
+ */
+void page_move_anon_rmap(struct page *page,
+       struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
+{
+       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+
+       VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
+       VM_BUG_ON(!anon_vma);
+       VM_BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
+
+       anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
+       page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
+}
+
+/**
  * __page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
  * @page:      the page to add the mapping to
  * @vma:       the vm area in which the mapping is added
  * @address:   the user virtual address mapped
+ * @exclusive: the page is exclusively owned by the current process
  */
 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
-       struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
+       struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
 {
        struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 
        BUG_ON(!anon_vma);
+
+       /*
+        * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
+        * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
+        * page mapping!
+        *
+        * So take the last AVC chain entry in the vma, which is
+        * the deepest ancestor, and use the anon_vma from that.
+        */
+       if (!exclusive) {
+               struct anon_vma_chain *avc;
+               avc = list_entry(vma->anon_vma_chain.prev, struct anon_vma_chain, same_vma);
+               anon_vma = avc->anon_vma;
+       }
+
        anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
        page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
        page->index = linear_page_index(vma, address);
@@ -781,7 +831,7 @@ void page_add_anon_rmap(struct page *page,
        VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
        VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
        if (first)
-               __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
+               __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
        else
                __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
 }
@@ -803,7 +853,7 @@ void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
        SetPageSwapBacked(page);
        atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
        __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
-       __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
+       __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
        if (page_evictable(page, vma))
                lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
        else
@@ -1105,6 +1155,20 @@ static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
        return ret;
 }
 
+static bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
+{
+       int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
+
+       if (!maybe_stack)
+               return false;
+
+       if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
+                                               VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
 /**
  * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
  * rmap method
@@ -1133,7 +1197,21 @@ static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
 
        list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
                struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
-               unsigned long address = vma_address(page, vma);
+               unsigned long address;
+
+               /*
+                * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
+                * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
+                * page tables leading to a race where migration cannot
+                * find the migration ptes. Rather than increasing the
+                * locking requirements of exec(), migration skips
+                * temporary VMAs until after exec() completes.
+                */
+               if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
+                               is_vma_temporary_stack(vma))
+                       continue;
+
+               address = vma_address(page, vma);
                if (address == -EFAULT)
                        continue;
                ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
@@ -1314,6 +1392,40 @@ int try_to_munlock(struct page *page)
                return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
 }
 
+#if defined(CONFIG_KSM) || defined(CONFIG_MIGRATION)
+/*
+ * Drop an anon_vma refcount, freeing the anon_vma and anon_vma->root
+ * if necessary.  Be careful to do all the tests under the lock.  Once
+ * we know we are the last user, nobody else can get a reference and we
+ * can do the freeing without the lock.
+ */
+void drop_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
+{
+       if (atomic_dec_and_lock(&anon_vma->external_refcount, &anon_vma->root->lock)) {
+               struct anon_vma *root = anon_vma->root;
+               int empty = list_empty(&anon_vma->head);
+               int last_root_user = 0;
+               int root_empty = 0;
+
+               /*
+                * The refcount on a non-root anon_vma got dropped.  Drop
+                * the refcount on the root and check if we need to free it.
+                */
+               if (empty && anon_vma != root) {
+                       last_root_user = atomic_dec_and_test(&root->external_refcount);
+                       root_empty = list_empty(&root->head);
+               }
+               anon_vma_unlock(anon_vma);
+
+               if (empty) {
+                       anon_vma_free(anon_vma);
+                       if (root_empty && last_root_user)
+                               anon_vma_free(root);
+               }
+       }
+}
+#endif
+
 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 /*
  * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
@@ -1329,15 +1441,13 @@ static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
        /*
         * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
         * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
-        * are holding mmap_sem, which also gave the necessary guarantee
-        * (that this anon_vma's slab has not already been destroyed).
-        * This needs to be reviewed later: avoiding page_lock_anon_vma()
-        * is risky, and currently limits the usefulness of rmap_walk().
+        * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
+        * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
         */
        anon_vma = page_anon_vma(page);
        if (!anon_vma)
                return ret;
-       spin_lock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_lock(anon_vma);
        list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
                struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
                unsigned long address = vma_address(page, vma);
@@ -1347,7 +1457,7 @@ static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
                if (ret != SWAP_AGAIN)
                        break;
        }
-       spin_unlock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
        return ret;
 }